钢的回火工艺基本知识

钢的回火工艺基本知识2023/6/71第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二钢的回火回火的概念：将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度，保温一定时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。2023/6/72第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体；不完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体+贝氏体+碳化物+先共析铁素体等。

这些组织在A1以下都是亚稳定组织。发生亚稳定状态向稳定状态的过渡，最终的稳定状态为铁素体+渗碳体。钢在淬火后所得的组织2023/6/73第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二回火组织回火马氏体回火屈氏体回火索氏体2023/6/74第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二钢回火的目的降低淬火钢的脆性提高韧性，调整硬度消除内应力稳定工件的尺寸获得所需要的力学性能2023/6/75第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二一、淬火钢在回火时的组织转变

马氏体中的碳的偏聚主要发生在20～100℃碳原子处于扁八面体间隙碳原子偏聚在位错线上（板条、片状马氏体）2023/6/76第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二淬火钢在回火时的组织转变①马氏体分解：主要发生在100～200℃

马氏体中的过饱和碳原子脱溶以ε碳化物（FexＣ，x为2-3）的形式析出，析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，用“M回”表示。回火马氏体：α相和弥散的ε碳化物组成的复相组织2023/6/77第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二马氏体的分解依据碳原子扩散距离的大小分为：二相式分解连续式分解2023/6/78第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二马氏体的二相式分解2023/6/79第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二马氏体的连续式分解2023/6/710第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二淬火钢在回火时的组织转变②残余奥氏体分解：

主要发生在200～300℃

残余奥氏体分解为ε碳化物和过饱和α，组织仍是回火马氏体。2023/6/711第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二淬火钢在回火时的组织转变③ε碳化物转变为Fe3Ｃ：

主要发生在250～400℃在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状渗碳体的组织，称为回火屈氏体，用“T回”表示。2023/6/712第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二淬火钢在回火时的组织转变2023/6/713第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二淬火钢在回火时的组织转变④渗碳体的聚集长大及α相再结晶主要发生在400℃以上形成颗粒状渗碳体，铁素体由针片状转变为多边形，这种组织称为回火索氏体，用“S回”表示。2023/6/714第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二二、回火温度根据工件所要求的机械性能、所用的回火温度可分为三种：低温回火：150ºC~250ºC回火马氏体中温回火：350ºC~500ºC回火屈氏体高温回火：500ºC~650ºC回火索氏体

2023/6/715第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二1、低温回火低温回火（150～250℃）

组织为回火马氏体（隐晶马氏体和细粒状碳化物）能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、模具、轴承、渗碳件及经表面淬火的工件。2023/6/716第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二2、中温回火中温回火（350～500℃）

组织为回火索氏体具有较高弹性、高强度和硬度、良好的塑性和韧性硬度为35--45HRC主要用于弹簧零件及热锻模具的处理2023/6/717第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二3、高温回火高温回火（500～650℃）组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性能。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称作调质处理，简称“调质”。调质广泛用于处理重要的结构零件，如螺栓、轴、齿轮等。

2023/6/718第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二三、回火保温时间回火保温时间要保证工件各部分温度均匀，组织转变充分进行，尽可能降低或消除内应力，使工件回火后的性能符合技术要求。2023/6/719第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二四、回火后的冷却空冷油冷水冷2023/6/720第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二回火过程中的性能变化2023/6/721第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二回火过程中的性能变化

总的规律是：随回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升。①回火温度在200℃以下,钢的硬度不降低,对高碳钢，甚至略有升高。②回火温度在200～300℃,高碳钢的硬度再次升高,中、低碳钢硬度缓慢降低。③回火温度300℃以上，钢的硬度呈直线下降。④回火屈氏体、回火索氏体和球状珠光体与过冷奥氏体直接分解得到的屈氏体、索氏体和珠光体的力学性能有显著区别。2023/6/722第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二五、回火脆性一般情况，淬火钢回火时冲击韧性随回火温度升高而增大。在某些温度区间回火，出现冲击韧性显著降低的现象（回火脆性）。2023/6/723第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系250-400oC回火（第一类或低温回火脆性）450-650oC回火（第二类或高温回火脆性）2023/6/724第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二1、第一类回火脆性温度范围

250~400℃之间，也称为低温回火脆性。特征（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。2023/6/725第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二三种观点：（1）残余A转变理论第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时残余A转变的温度范围相对应。第一类回火脆性产生的原因2023/6/726第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二（2）碳化物析出理论钢回火时，ε-FeXC转变为χ-Fe5C2或θ-Fe3C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，而新形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出，从而使材料的脆性增加。回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。第一类回火脆性产生的原因2023/6/727第二十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二（3）杂质偏聚理论

S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。第一类回火脆性产生的原因2023/6/728第二十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二（1）降低钢中杂质元