白背景钢回火转变

会计学1白背景钢回火转变碳的偏聚※淬火钢回火时的组织转变分解AR的转变渗碳体的聚集长大马氏体碳化物+α相碳化物转变α相回复再结晶原子聚集区ε→χ→θT/℃残余奥氏体T/℃第1页/共17页(a)碳浓度与回火温度的关系(回火1h)马氏体含碳质量分数W(c)/%1.20.80.40100200300回火温度t/℃t/℃W(C)%W(c)%=1.42%W(c)%=1.09%W(c)%=0.56%(b)碳浓度与回火时间的关系马氏体含碳质量分数W(c)/%1.00.5051015回火时间τ/h150℃τ/hW(C)%200℃300℃第2页/共17页⑴二相式分解W(C)/%0ε-

碳化物M’-马氏体M-马氏体M’M’εMM80～150℃FexC，x=2～3密排六方结构惯习面(001)M第3页/共17页⑵连续式分解W(C)/%0M’M’ε-

碳化物M’-马氏体ε150～300℃第4页/共17页W(C)=0.79%钢淬火后经150℃回火3h析出的ε-碳化物回火马氏体500×第5页/共17页温度t/℃7006005004003002000.010.1110100时间τ/hP转变线B转变线ε析出线ARPARεARB⑴珠光体转变区间先共析ε+随后转变的P⑵贝氏体转变区间回火马氏体或下贝氏体淬火钢在200～300℃区间回火时，AR→α+ε铬钢的两种奥氏体的C-曲线（w(c)=1.0%，w(Cr)=4.0%）低温回火：150～250℃回火马氏体A’→PA’→BA’→ε第6页/共17页回火时间τ/h135回火温度t/℃150200300400500250350450εε+χε+χ+θχ+θθτt回火屈氏体(a)500×(b)5000×第7页/共17页淬火钢α相的回复和再结晶组织淬火低碳钢(w(C)=0.18%)α相的回复组织（600℃回火10min）淬火低碳钢(w(C)=0.18%)α相的再结晶组织（600℃回火10min）第8页/共17页回火索氏体组织示意图

(a)500×回火索氏体

(b)5000×

第9页/共17页马氏体中碳的偏聚※淬火钢回火时的组织转变马氏体的分解残余奥氏体的转变渗碳体的聚集长大马氏体

+残余奥氏体20～100℃80～350℃250～350℃低温回火：150～250℃回火马氏体弥散的ε碳化物+针状α相回火屈氏体中温回火：350～500℃400～600℃碳化物的转变ε→χ→θ250～400℃400～600℃α相回复、再结晶回火索氏体高温回火：500～650℃第10页/共17页6050403020100100200300400500回火温度t/℃硬度(HRC)W(C)=0.2%W(C)=0.8%W(C)=1.2%tHRCW(C)=0.35%W(C)=0.6%回火温度对淬火碳钢硬度的影响2004006007002040硬度(HRC)回火温度t/℃w(C)=0.2%HRC0200400800120016002000σb、σs、σe/MPa淬火钢的拉伸性能与回火温度的关系Ψ(%)8060402000102030δ(%)ψσbσsσeδ淬火碳钢回火后机械性能的变化第11页/共17页回火温度t/℃αk/(J.cm-2)100200300400500600700200150100500中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系第一类回火脆性产生机制1、残余奥氏体转变理论250～400℃正是AR→M回和B下转变的温度区，由于AR转变致脆。但：此理论不能解释低碳钢的回火脆性；并且有些钢AR转变温度与此脆性温度不重合。2、杂质偏聚理论⑴沿原奥氏体晶界断裂：P、S、As向原奥氏体晶界偏聚。⑵沿马氏体板条晶界断裂：ε转变为χ或θ的温度与第一类回火脆性温度相近，新生成的碳化物沿马氏体板条边界析出。⑶穿晶断裂：夹在板条间的残余奥氏体析出碳化物，或片状马氏体的孪晶界析出碳化物，当碳化物粗大甚至有裂纹。第12页/共17页回火温度t/℃αk/(J.cm-2)100200300400500600700200150100500中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系快冷慢冷第二类回火脆性回火温度t/℃αk/(J.cm-2)100200300400500600700200150100500中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系第13页/共17页1000800600400200σb,σs/(MN.m-2)硬度HRC202530δ，ψ×1005040302010硬度HRC20253035σbσs片状珠光体粒状珠光体ψδσb相差不多

Wc=0.84%钢的淬火组织与奥氏体直接分解组织机械性能的比较σs相差最大ψ相差最大片状碳化物受力使基体产生应力集中调质处理第14页/共17页80604020αk

/(J.cm-2)σb

/MPa2000018001600140012001000

40CrNiMo钢经等温淬火和淬火、回火处理后冲击韧性的比较等温淬火淬火+回火★★★★★350375400