金属学与热处理课件01钢的回火转变及合金时效

第八章钢的回火转变及合金时效

§8.1钢的回火转变§8.2合金的时效§8.3调幅分解钢的回火转变和合金时效学习要求1.掌握淬火钢的回火转变过程。掌握回火转变产物的组织和性能。正确制定回火工艺。2.理解时效、脱溶概念，掌握合金脱溶过程，掌握时效后合金性能变化。3.了解调幅分解概念及产生条件。2.马氏体分解3.残余奥氏体转变4.碳化物的转变5.基体α相的回复、再结晶和碳化物的聚集长大淬火钢的回火转变过程1.马氏体中碳的偏聚400~650℃20~100℃80~350℃200~300℃250~400℃§8.1钢的回火转变回火组织

索氏体回火索氏体组织小片状（F+Fe3C）等轴的F

+粗粒状Fe3C性能对比较差较好，综合性能好

屈氏体回火屈氏体组织细小片状（F+Fe3C）针状F

+细小粒状Fe3C性能对比较差较好，σe高

马氏体回火马氏体组织过饱和度的F一定过饱和度的F+共格ε碳化物性能对比较差较好，耐磨性好钢的回火转变钢的回火转变3、韧性回火脆性：有些钢在一定的温度范围内回火时，其冲击韧性显著下降的脆化现象。钢的回火转变1.第一类回火脆性:250～400℃,低温回火脆性.钢种:工业用钢产生原因:M分解时沿M条或片的边界析出断续的薄壳状碳化物,降低了晶界的断裂强度.消除:无法消除抑制:避免在脆化温度内回火钢的回火转变2.第二类回火脆性:450～650℃,高温回火脆性,钢种:合金钢产生原因:杂质元素在原A晶界偏聚或以化合物形式析出,降低了晶界的断裂强度.消除:重新回火后,快速冷却抑制:加入合金元素Mo、W可以抑制杂质元素向晶界偏聚；对脆性敏感的小工件进行高温回火后快速冷却。可逆回火脆性

回火温度淬、回火后的组织性能特点典型零件低温回火

150~250℃回火马氏体高强度、硬度和耐磨性轴承中温回火350~500℃回火屈氏体极高的弹性极限和良好的韧性弹簧零件高温回火500~650℃回火索氏体较高的综合机械性能轴类

回火温度淬、回火后的组织性能特点典型零件低温回火

150~250℃回火马氏体高强度、硬度和耐磨性轴承中温回火350~500℃回火屈氏体极高的弹性极限和良好的韧性弹簧零件高温回火500~650℃回火索氏体较高的综合机械性能轴类

回火温度淬、回火后的组织性能特点典型零件低温回火

150~250℃回火马氏体高强度、硬度和耐磨性轴承中温回火350~500℃回火屈氏体极高的弹性极限和良好的韧性弹簧零件高温回火500~650℃回火索氏体较高的综合机械性能轴类注：300℃左右是第一类回火脆性区，要尽量避免在此温度范围内回火；有第二类回火脆性的钢，要高温回火后快冷钢的回火温度选择钢的回火工艺温度低温（≤250℃）中温（350～500℃）高温（500～650℃）时间τ=KD（min）冷却通常空冷，特殊急冷§8.2合金的时效★脱溶★时效★固溶处理★时效强化基本概念

基本条件:固溶度随温度降低而显著减小§8.2合金的时效α过饱和固溶体→GP区形成→中间相形成→平衡相形成§8.2合金的时效脱溶一般过程以Al-4.5%Cu合金为例:该合金室温平衡组织为α+CuAl2（1）形成GPⅠ区：薄片状的Cu原子富聚区，共格，

晶格畸变，硬度升高（2）形成GPⅡ区（θ″）：正方晶格结构，共格，成分接近CuAl2

畸变区增大，形成共格应变场，硬度进一步升高（3）形成中间相（θ′）：部分失去共格，正方晶格，开始出现θ′时，硬度最大，随后硬度开始下降（4）形成平衡相（θ）：无共格，正方晶格，硬度进一步下降§8.2合金的时效脱溶过程中组织和性能§8.2合金的时效影响脱溶动力学因素3.晶体缺陷：晶体缺陷↑

→新相易于形成→脱溶V↑2.合金成分：熔点↓→原子间结合力↓→原子活动能力↑→脱溶V↑时效温度：

欠时效：T↑→原子活动能力↑→V↑

过时效：T↑→合金的过饱和度↓→V↓

§8.2合金的时效§8.3调幅分解定义：由一种固溶体分解为两种结构相同而成分不同的固溶体的固态相变。固溶体分解的一种特殊形式。

机制：无核转变，扩散-偏聚§8.3