淬火钢在回火时的转变.ppt

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1、第七章淬火钢在回火时的转变1本章基本内容回火的定义、目的淬火钢的回火时的组织转变淬火钢回火时力学性能的变化2基本要求1.回火的定义、目的、淬火组织为淬火亚稳组织2.淬火钢的回火时的组织转变的五个阶段：马氏体中碳的偏聚马氏体分解：类型、过程、产物，残余奥氏体转变：过程、产物碳化物转变：碳化物类型、方式、过程、产物基体α相回复再结晶，碳化物聚集长大：淬火内应力的变化、碳化物聚集长大方式、基体α相回复再结晶的过程、产物3.淬火钢回火时力学性能的变化（1）低、中、高碳钢淬火后回火时力学性能的变化（2）回火时强度、硬度、塑性、韧性、淬火裂纹等的变

2、化（3）合金元素对钢回火时组织转变和性能的影响（4）回火脆性：类型、特征、影响因素、减小和防止方法4.回火转变产物与过冷奥氏体分解产物在组织、性能等方面的区别3概述回火的定义：将淬火零件重新加热到低于临界点A1某一温度加热保温，使淬火亚稳组织发生转变为稳定的回火组织，并一适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。回火目的：（1）使淬火得到的亚稳组织转变为稳定的回火组织；（2）提高淬火钢的塑性和韧性，降低脆性；（3）降低或消除淬火引起的残余应力，防止变形和开裂，稳定工件尺寸。47.1淬火钢的回火时的组织转变淬火后得到的组织由马氏体和残余奥

3、氏体所组成，它们都是处于亚稳定状态，是亚稳组织，有自发转变为铁素体和渗碳体平衡组织的倾向。回火可使组织转变，性能改变，内应力消除。回火时组织和性能的转变称为回火转变。回火时的组织转变大体上可分为五个阶段：(1).马氏体中碳的偏聚—时效阶段，100℃以下；(2).马氏体分解马氏体转变，发生于100℃～350℃；(3).残余奥氏体转变，发生于200℃300℃，属于低温回火，得到回火马氏体(M')；(4).碳化物转变，ε(η)→θ，发生于～400℃，属于中温回火，得到回火屈氏体(T')；(5).基体α相回复再结晶，碳化物聚集长大，发生于40

4、0℃550℃，属于高温回火，得到回火索氏体(S')。这五个过程的温度不能截然分开。57.1.1马氏体中碳原子的偏聚马氏体中碳原子偏聚－时效阶段（～100℃）马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，存在于体心立方扁八面体中的碳原子将使晶体点阵产生严重畸变，使马氏体处于不稳定状态。为了降低能量，在100℃左右，碳原子就偏聚于位错或孪晶界面，或板条界，形成微小的碳的富集区。1.板条马氏体亚结构为位错，碳原子向位错线附近偏聚形成偏聚区。C＋⊥=⊥C2.片状马氏体亚结构主要为孪晶，大量的碳原子向垂直于马氏体的C轴的（100）面富集，形成富碳区。含

5、碳0.21%的Fe-C合金，奥氏体化后淬火，150℃回火10分钟，用原子探针测得α基底含碳0.03%，而板条马氏体的条界碳含量为0.42%，说明淬火或回火过程中，碳偏聚于板条。67.1.2马氏体的分解马氏体的分解－－过渡型碳化物析出阶段。此过程发生在温度高于100℃（80～250℃）时，马氏体开始发生部分分解，随回火温度的升高及时间的延长，富集区的碳原子发生有序化然后转变为碳化物。随碳化物的析出，马氏体的含碳量不断减少，点阵常数c下降、a升高、正方度c/a不断下降，并析出弥散分布的过渡型ε碳化物。马氏体的分解有两种分解方式(即双相分解和

6、单相分解)，分解析出的ε碳化物与马氏体保持共格关系。ε碳化物为ε－FexC（x=2～3），具有蜜排六方结构，ε碳化物与基体马氏体保持共格关系，存在一定的晶体学关系。ε不是平衡相，而是向渗碳体转变前的一个过渡相。对于含碳量低的板条马氏体只发生碳原子向位错线附近的偏聚，没有碳化物析出。7（一）高碳马氏体分解1.马氏体双相分解当温度低于125℃时，回火后可出现两种不同的正方度。下页表为含碳1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化。从表中可看出，125℃以下回火得到的二种正方度为:具有高正方度的保持原始碳浓度的未分解的马氏体以及具有

7、低正方度的碳已部分析出的α相。8双相分解机制：a)在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而形成具有二个浓度的α相，析出的碳化物粒子也不易长大。b)在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳区减少。c)低碳区增多，平均成分将至0.250.3%，与原始碳量、分解温度无关。9表7-1含碳1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化回火温度℃回火时间acc/a碳含量(%)室温10d2.8463.021.0621.41001h2.8463.021.0621.

8、21251h2.8462.8861.0130.291501h2.8522.8861.0120.271751h2.8572.8841.0090.212001h2.8592.8781.0060.142251h2