Chap6_淬火钢的回火转变.ppt

《Chap6_淬火钢的回火转变.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6章淬火钢的回火转变将淬火马氏体重新加热到低于临界点的某一温度，保温一定时间，使亚稳的马氏体及残余奥氏体发生某种程度的转变，再冷却到室温，从而调整零件的使用性能，这种工艺操作称为回火。回火加热时非平衡组织的转变1、马氏体的回火转变（脱溶、碳化物的聚集长大、α相的回复再结晶等）；2、贝氏体的回火；3、残余奥氏体的分解及转变；4、低碳钢的时效。这些转变是非平衡组织在A1以下加热过程中不断向平衡态转化的过程。6.1Fe-C马氏体的回火钢回火5阶段：预备（时效）阶段：马氏体中碳原子的偏聚，<80～100ºC第一阶段：马氏体分解，80～25

2、0ºC第二阶段：残余奥氏体转变，200～300ºC第三阶段：碳化物析出与转变，250～400ºC第四阶段：α相回复再结晶、及碳化物聚集长大，>400ºC1、新鲜马氏体在低温回火时性能的变化在马氏体形成最初就开始过饱和固溶体的脱溶，即回火转变。一般的被称为“淬火马氏体”的组织，实质上是脱溶初期阶段的某种状态（碳原子的偏聚）。为了研究Fe-C马氏体回火脱溶的全过程，尤其是脱溶初期的行为，首先要获得一个“新鲜”的即未发生任何脱溶的马氏体。S.Ansell设计了一种超高速深冷淬火装置，可以104℃/s冷速淬火，冷却0℃（冰水）后迅速转入-1

3、95℃，并且在低温下测定硬度。得到了新鲜马氏体，硬度测定表明新鲜马氏体的硬度低于一般(老)马氏体的硬度，回热到室温后硬度又上升。低碳钢的淬冷硬度保持低水平，且H～v曲线为水平的。中、高碳钢的淬冷硬度，在低速淬冷时，硬度高；在高速淬冷时，硬度变低。低速的代表值v1约为1500℃/s。在此冷速范围，马氏体的硬度（H1）与一般工业淬火硬度没有什么差异。高速（v2）的代表值约为23000℃/s。用此速度或更快的速度淬冷，得到的硬度（H2）显然较低，而且保持恒定。高速淬冷的Fe-C马氏体硬度与淬冷速度的关系“新鲜”马氏体回火时电阻率的变化含碳

4、量小于0.08%时，在-40至100℃区间内，（ρ2-ρ1）<0，表明马氏体发生了碳在位错线上的偏聚——“非均匀偏聚”（柯垂尔气团），使电阻率降低；含碳量大于0.08%C时，在-40至100℃区间内，（ρ2-ρ1）>0，表明电阻率升高，说明此时没有碳化物析出。有少量碳原子在其最有利的温度形成G.P.区，发生碳原子的“均匀偏聚”过程。随着含碳量的增加，“均匀偏聚”的碳原子越来越多（弘津气团），逐渐使Δρ值大于零。固溶态的电阻率高于分离态2、碳原子的偏聚团马氏体中的碳原子选择性地占据同一晶向（如[001]α）八面体间隙，形成晶格的正方性

5、。弘津首先指出处于同一晶向八面体间隙的碳原子进一步发生偏聚，可以形成小片状的碳原子团，称为弘津气团。某碳原子（几率＝1.00）周围出现其它碳原子的几率“弘津气团”的形状弘津气团（碳原子偏聚团）仅仅包含2～4个碳原子，呈透镜状。法向最大尺寸约等于铁素体的晶格常数aα，径向约为2aα。惯习面为{100}α，后来也有人认为是{102}α。严格地说，这么一个小尺寸的聚集物，难以称为通常意义上的成分偏聚，很接近均匀固溶，将其称为“弘津气团”。碳原子偏聚团的外形尺寸柯垂尔（Cottrell）气团C原子在位错线上的偏聚，称为柯垂尔气团。在淬火态，

6、碳原子已经处于位错偏聚态，0.2%碳使马氏体中的位错完全饱和。碳原子偏聚于位错线，使它对合金的电阻率的贡献大大减少（与均匀固溶态相比）。脱溶的第一阶段——偏聚工业条件下或者一般试验条件下所获得的马氏体，碳原子已经完成了脱溶的第一阶段——偏聚，一部分以柯垂尔（Cottrell）气团存在，另一部分以弘津偏聚团形式出现。马氏体中的含碳量超过0.2%越多，则弘津气团的数量越多。3、θ-Fe3C的过渡相碳化物的晶体学参数Fe3Cε-Fe2.4C过渡相ε-Fe2.4C是20世纪50年代初测定的。70年代以后测定出η-Fe2C，认为ε-Fe2.4

7、C就是η-Fe2C，因而出现六方和正交之争。目前，人们还在不同钢中进行逐一测定，尚不能作出普遍性的结论。η-Fe2C是20世纪70年代弘津测定–Fe5C2的晶体结构与θ－Fe3C很相似，同属所谓三棱柱型的间隙化合物。马氏体的回火析出过程小于0.2%C的低碳马氏体，200℃以下回火时，只形成碳原子的位错气团；高于200℃时，析出平衡相渗碳体。中碳马氏体200℃以下回火时，形成碳原子的位错气团和弘津气团。100～300℃之间形成η（或ε）碳化物。高碳马氏体形成过程较为复杂，随着回火温度的升高，析出序列为：Dc→η（或ε）→→θ－Fe

8、3C。①低碳的板条状马氏体的脱溶过程200℃以下回火时不析出碳化物，只有碳原子偏聚团。200℃以上，直接析出平衡相θ-Fe3C。说明析出过渡相η-Fe2C或ε-Fe2.4C需要扩散富集较高的含碳量，这对于低碳马氏体来说较为困难。同时也