回火脆性和氢淬等解释.ppt

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1、回火脆性钢在回火时会产生回火脆性现象，即在250℃～400℃和450℃～650℃两个温度区间回火后，钢的冲击韧性明显下降(见图6.10)。这种脆化现象称为回火脆性。根据脆化现象产生的机理和温度区间，回火脆性可分为两类：1)第一类回火脆性(低温回火脆性)钢在250℃～350℃范围内回火时出现的脆性称为低温回火脆性。因为这种回火脆性产生后无法消除，所以也称它为不可逆回火脆性。回火后的冷却速度对这种脆性没有影响。低温回火脆性产生的原因是由于回火马氏体中分解出稳定的细片状化合物而引起的。为了防止低温回火脆性，通常的办法是避免在脆化温度范围内回火，有时为了保证要求的力学性

2、能，必须在脆化温度回火时，可采取等温淬火。2)第二类回火脆性(高温回火脆性)有些合金钢尤其是含Cr、Ni、Mn等元素的合金钢，在450℃～650℃高温回火后缓冷时，会使冲击韧性下降的现象，而回火后快冷则不出现脆性。这种脆性称为高温回火脆性，有时也称可逆回火脆性。这种脆性的产生与加热和冷却条件有关。氢脆：在含氢气氛中加热引起的氢致裂纹气体渗碳，碳氮共渗的工件产生装配断裂、放置开裂和使用过程断裂现象。断口分析表明，断口为沿晶断裂和准解理断裂，晶面出现非常细小的爪状撕裂线。裂纹既沿晶发展，又沿板条马氏体束发展，属沿晶和穿晶的混合断裂，并有较多的二次裂纹，这些都是氢致裂

3、纹的典型特征。进一步分析证明，断裂属于延迟断裂。它不是在热处理后或装配时立即出现，而是在放置一定时间后断裂的。气体渗碳或碳氮共渗或其他保护气氛中氢含量都是比较高的。氢有很大的易动性，易被钢中的所谓“陷饼”捕捉。钢中夹杂物、疏松等内部缺陷可能成为“陷阶”。夹杂物等缺陷受载时的应力集中与氢含量高这两个条件的叠加，易使氢致裂纹优先产生。对断裂的齿轮轴分析表明，断口有较多的夹杂物，而且基本上分布于晶界上。从断裂部位看，它发生在应力集中很大的螺纹根部，螺纹退刀槽与花键连接处，或在花键的齿部与底圆的过渡处。产生氢脆一般必须具有三个基本条件：1）有足够的氢；2）有对氢敏感的金

4、相组织；3）有足够的三向应力存在。如上所述，渗碳、碳氮共渗，保护气氛加热所用的气氛中，都含有大量的氢气，无论是排气阶段还是强渗阶段，炉气中存在着大量的可被工件表面吸附的活性氢原子，工件在此气氛下长时间保温，必然有渗氢现象。非金属夹杂物等缺陷又易捕获氢，使氢在沿晶界分布的夹杂物中含量增高。不同显微组织对氢脆的敏感性大致按如下次序增加：铁素体或珠光体，贝氏体，低碳马氏体，马氏体和贝氏体的混合物，孪晶马氏体。渗碳淬火组织中具有较敏感的显微组织。应力测试表明，延迟断裂的零件处于三向拉应力状态。氢脆的检查表明：在碳氮共渗直接淬火、低温回火后的试样，慢速拉伸的塑性指标（断面

5、收缩率）明显下降，如表下表所示：为了消除氢脆可采用以下措施：1）脱氢处理，碳氮共渗后零件进行空冷，再进行加热（860度）油淬，随后180度回火2小时，经该工艺处理后，断面收缩率已恢复到原来水平，这是由于氢在重新加热中逸出，氢脆现象消失。2）低温回火，试验研究表明，随着回火保温时间的增加，断面收缩率上升，保温8h，断面收缩率基本恢复。在实际生产中应采用8h以上的低温回火，方可消除氢的影响。3）自然时效，在室温放置过程中过饱和氢会逐渐释放，使钢的氢脆有改善。试验证明，在室温放置6个月以上，断面收缩率才可恢复，氢脆才可防止