9.5 钢的回火组织转变及回火类型

钢的回火组织转变及回火类型第九章钢的淬火及回火热处理原理与工艺◆钢的淬火及淬火冷却介质◆钢的淬透性和淬硬性◆淬火应力、变形及开裂◆淬火工艺的制定◆钢的回火组织转变及回火类型◆回火工艺的制定◆淬火工艺的新发展钢的淬火及回火钢的回火组织转变及回火类型一、回火的定义与目的定义：将淬火后的零件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后，以适当的方式冷却到室温的热处理工艺。目的：（1）合理地调整钢的硬度和强度，提高钢的韧性，使工件满足使用性能要求。（2）淬火后获得的马氏体和残余奥氏体都是不稳定组织，通过回火可稳定组织，使工件在长期使用过程中不发生组织转变，稳定工件的形状与尺寸。（3）降低或消除工件的淬火内应力，减少工件的变形，防止开裂。钢的回火组织转变及回火类型二、回火的分类及应用1.淬火钢在回火过程中的组织与性能变化①200℃以下马氏体分解：得到过饱和α+细小弥散碳化物ε相，即回火马氏体（M回）②200℃

300℃残余奥氏体转变：组织仍以回火马氏体为主③300~400℃回火托氏体形成：组织为回火托氏体（T回，针状F+弥散分布细粒状Fe3C）④400℃以上渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶：组织为回火索氏体（S回，多边形的等轴F+粒状Fe3C）总的趋势是，随着回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升钢的回火组织转变及回火类型二、回火的分类及应用2.回火类型（1）低温回火（150℃~250℃），组织是回火马氏体

目的：保持了钢的高硬度、高强度和良好耐磨性，又适当提高了韧性。

性能：58~64HRC，高的硬度和耐磨性。

应用：刃具、量具、模具及滚动轴承，渗碳、碳氮共渗和表面淬火件等。（2）中温回火（350℃~500℃），组织为回火托氏体

目的：得到回火托氏体，较高的弹性和屈服点，适当的韧性。

性能：

35~50HRC，具有高的弹性极限和屈服点，有良好的塑性和韧性。应用：弹簧、锻模、冲击工具等。（3）高温回火（500~650℃），组织为回火索氏体目的：经调质处理（淬火+高温回火）后，钢具有优良的综合机械性能，得到回火索氏体。性能：25~35HRC，较好的综合力学性能。

应用：广泛用于各种重要结构件，如曲轴、连杆、螺栓等重要的机器零件。钢的回火组织转变及回火类型三、钢的回火脆性随着回火温度的提高，总体上淬火钢的硬度和强度降低，塑性和韧性得到提高和改善，但在200~400℃以及450~650℃回火时，钢的冲击韧性反而比在较低温度回火时更低。这种工件淬火后在某些温度区间回火产生的脆化现象，称为回火脆性。

钢在回火过程中可能发生两种回火脆性，即第一类回火脆性（又称低温回火脆性）和第二类回火脆性（又称高温回火脆性）。广义上说，钢的回火脆性还应该包括各类钢回火时出现的其他脆性。钢的回火组织转变及回火类型三、钢的回火脆性1.第一类回火脆性定义：工件淬火后在200~400℃回火时出现的脆性。特征：回火后的冷却速度对第一类回火脆性没有影响。产生机理：碳化物薄膜理论、杂质元素晶界偏聚理论、残余奥氏体转变理论。影响因素：

（1）有害杂质元素，包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等，将导致第一类回火脆性；（2）促进第一类回火脆性的元素，包括Mn、Si、Cr、Ni、V、C等；（3）减弱第一类回火脆性的元素，包括Mo、W、Ti、Al等，其中以Mo的效果最显著。除化学成分外，奥氏体晶粒越粗大，残余奥氏体量越多，第一类回火脆性越严重。钢的回火组织转变及回火类型三、钢的回火脆性2.第二类回火脆性定义：合金钢工件淬火后，在400~550℃或更高温度回火后缓慢冷却所产生的脆性。特征：回火后的冷却速度越慢，韧性降低越显著。产生机理：目前尚不清楚，但广为认可的主要是杂质晶界偏聚理论。影响因素：

（1）杂质元素如P、Sn、Sb、As、B、S等，与Ni、Cr、Mn、Si等合金元素共同存在时才会引起第二类回火脆性（2）促进第二类回火脆性的合金元素，如Ni、Cr、Mn、Si等，