第9节_钢的回火转变

《第9节_钢的回火转变》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、金属材料学MetalMaterialandHeatTreatment主讲教师：曾燕屏2011年10月19日北京科技大学曾燕屏§2-6钢的回火转变回火是把淬火钢件加热到低于A1的某一温度，保温一段时间，然后以适当方式冷却至室温的一种热处理工艺。2011年10月19日北京科技大学曾燕屏一、淬火钢在回火时的组织变化1.马氏体中碳原子的偏聚ò100℃以下回火，马氏体中的碳原子将短距离迁移到微观缺陷处，使系统能量降低。ò由于含碳量不同，马氏体中可能出现两种不同的偏聚过程：2011年10月19日北京科技大学曾燕屏(

2、1)在含碳量小于0.2%的马氏体中，间隙碳原子全部偏聚到高密度的位错线上，形成柯氏气团。ò这是碳原子与位错的弹性应力场交互作用，被弹性地吸引到位错线上的结果，故称为弹性偏聚。ò此时，马氏体为体心立方点阵，不出现正方度。ò当马氏体的含碳量为0.2%时，弹性偏聚达饱和状态。2011年10月19日北京科技大学曾燕屏(2)在含碳量大于0.2%的马氏体中，过饱和的碳原子不再偏聚到位错线附近，而是在垂直于c轴的(001)α′面上偏聚，伴随有化学自由能降低，正方度c/a增大，强度、硬度提高，故称为化学偏聚。2011年

3、10月19日北京科技大学曾燕屏2.马氏体的分解与亚稳碳化物的形成在100℃以上回火时，马氏体将发生较为明显的分解，析出碳化物，使其碳浓度降低，点阵常数c减小，a增大，正方度c/a减小。2011年10月19日北京科技大学曾燕屏图2-560.96%C钢回火时马氏体的含碳量、晶格常数(c/a)比与回火温度及回火时间的关系2011年10月19日北京科技大学曾燕屏对于碳含量＞0.4%的马氏体，其分解分为两个阶段：第一阶段：100~150℃第二阶段：150℃以上ε图2-57马氏体示意图(a)二相式分解(b)连续式分

4、解2011年10月19日北京科技大学曾燕屏图2-58不同含碳量的碳钢中马氏体的含碳量与回火温度的关系(回火时间1小时)2011年10月19日北京科技大学曾燕屏图2-591.09%C钢在不同温度回火时马氏体的含碳量与回火时间的关系2011年10月19日北京科技大学曾燕屏ò在150~250℃回火时，片状马氏体将分解为含碳过饱和的α固溶体和与之共格的ε碳化物的两相组织，称为回火马氏体。ò由于ε碳化物的弥散析出，使得回火马氏体比淬火马氏体易于腐蚀，因而回火马氏体在光学显微镜下呈暗黑色片状组织。ò对于碳含量<0.

5、2%的板条状马氏体，在100~200℃之间回火时，马氏体一般不析出ε碳化物，碳原子仍偏聚在位错线附近。2011年10月19日北京科技大学曾燕屏3.残余奥氏体的转变碳含量超过0.4%的碳钢或低合金钢，淬火后才有一定数量的残余奥氏体存在。在200~300℃温度区间回火时，残余奥氏体将分解为过饱和α固溶体和薄片状ε碳化物的两相组织，一般认为是回火马氏体或下贝氏体，可用下式表示：γ→M′或B(α+ε-Fe2.4C)R2011年10月19日北京科技大学曾燕屏4.碳化物的转变对于碳含量＞0.4~0.6%的马氏体，在

6、250~400℃之间回火时，马氏体中的ε碳化物将转变为更加稳定的χ和θ碳化物。表2-2铁碳化合物的组成、结构与稳定性铁碳化合物化学式结构稳定性εFe2.4C六方晶系亚稳定χFe5C2单斜晶系亚稳定θFe3C斜方晶系稳定2011年10月19日北京科技大学曾燕屏碳化物的转变也是通过形核与长大方式进行的，依据新碳化物与母相的惯习面和取向关系是否与原碳化物相同，可以分为两类：(1)“原位”转变：如果新碳化物与母相的惯习面和取向关系与原碳化物相同，则新碳化物可以通过原碳化物成分的调整和点阵的重构形成。(2)“异位

7、”转变：如果新碳化物与母相的惯习面和取向关系与原碳化物不同，则原碳化物溶解，新碳化物在其它部位重新形核并长大。2011年10月19日北京科技大学曾燕屏表2-3铁碳化合物与母相的位向关系铁碳化合物惯习面位向关系(0001)ε∥(011)α′ε{100}α′(10-11)ε∥(101)α′[11-20]ε∧[100]α′=5º(100)χ∥(-1-21)α′χ{112}α′[010]χ∥[101]α′[011]χ∥[-111]α′(001)θ∥(-112)α′{110}α′θ[010]θ∥[11-1]α′{

8、112}α′[100]θ∥[1-10]α′2011年10月19日北京科技大学曾燕屏表2-4回火时含碳量不同的马氏体中碳化物的转变情况含碳量碳化物转变情况C%<0.2%α′θ-Fe3C0.2%0.4~0.6%α′ε-Fe2.4Cχ-Fe5C2θ-Fe3C2011年10月19日北京科技大学曾燕屏5.碳化物的聚集长大与α相的回复、再结晶ò回火温度高于400℃后，渗碳体明显聚集、长大并球