熱處理原理與工藝第九章-鋼-的-回-火課件

1、第九章 鋼 的 回火第九章鋼 的 回 火第一節(jié)回火組織轉(zhuǎn)變及回火組織一、碳鋼的回火組織轉(zhuǎn)變 通常鋼件淬火冷卻到室溫后的組織主要是馬氏體和部分殘留奧氏體，二者都是不穩(wěn)定組織，有向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的強(qiáng)烈趨勢(shì)。1.馬氏體中碳原子的偏聚(20100) 2.馬氏體的分解(100250)第九章鋼 的 回 火3.殘留奧氏體轉(zhuǎn)變(200300) (1)殘留奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變(2)殘留奧氏體的二次淬火現(xiàn)象圖9-1Fe-0.7C-1Cr-3Ni鋼中殘留奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線第九章鋼 的 回 火4.碳化物析出與轉(zhuǎn)變(250400)5. 相的回復(fù)、再結(jié)晶和滲碳體的聚集長大(400600)(1)相的回復(fù)和再結(jié)晶(2)碳化物

2、的聚集長大圖9-2Fe-1.2C鋼水淬后690回火168h的等軸狀晶粒和滲碳體組織第九章鋼 的 回 火圖9-3回火馬氏體組織a)T13鋼970水淬，150回火2h(1500)b)T12鋼1100水淬200回火(電鏡)(15000)c)20鋼淬火后200回火(400)二、回火組織形貌1.回火馬氏體 回火馬氏體（tempered martensite）是低溫回火（250）后的產(chǎn)物。第九章鋼 的 回 火圖9-4回火托氏體組織a)60Si2Mn鋼870淬油,480回火(500)b)低碳鋼(750)c)45鋼掃描電鏡(4500)2.回火托氏體 碳鋼在中溫回火（300500）后得到回火托氏體（temper

3、ed troostite）。第九章鋼 的 回 火3.回火索氏體 如淬火鋼在500600高溫回火中的再結(jié)晶完全進(jìn)行，則得到的組織為等軸狀鐵素體基體上分布著較粗的碳化物顆粒，通常稱該組織為回火索氏體（tempered sorbite）。圖9-5回火索氏體組織a)40Cr鋼600回火1h(1000)b)低碳鋼(=0.18%)600回火96h，部分再結(jié)晶(750)第九章鋼 的 回 火4.回火珠光體 淬火馬氏體在650以上長時(shí)間回火后，回火組織由粗大的粒狀滲碳體和等軸鐵素體組成，常稱之為回火珠光體（tempered pearlite）。第九章鋼 的 回 火圖9-6碳鋼的回火硬度曲線第二節(jié)回火時(shí)力學(xué)性能及

4、內(nèi)應(yīng)力的變化一、力學(xué)性能的變化1.硬度變化第九章鋼 的 回 火2.強(qiáng)度及塑性的變化 圖9-7表示出了高碳鋼、中碳鋼及低碳鋼的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性極限、斷后伸長率和斷面收縮率等力學(xué)性能隨回火溫度的變化情況。圖9-7碳鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系a)高碳鋼b)中碳鋼c)低碳鋼第九章鋼 的 回 火3.韌性變化 韌性變化的總趨勢(shì)也是隨回火溫度升高而提高，但實(shí)踐證明，許多鋼的韌性并非隨回火溫度升高而單調(diào)提高，在某些溫度范圍內(nèi)，韌性會(huì)顯著下降。第九章鋼 的 回 火二、內(nèi)應(yīng)力的變化 淬火后工件內(nèi)存在的內(nèi)應(yīng)力可分為三種：第一類是存在于宏觀區(qū)域內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力，主要由于工件不同區(qū)域溫度變化及組織變化不同步所致；第二

5、類是存在于幾個(gè)晶粒中的微觀內(nèi)應(yīng)力；第三類是由于溶質(zhì)原子及為保持共格關(guān)系等而造成晶格畸變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。第九章鋼 的 回 火圖9-8內(nèi)應(yīng)力與回火時(shí)間的關(guān)系第九章鋼 的 回 火三、合金元素在回火中的作用 總的來說，合金元素加入到鋼中，并不改變淬火鋼回火轉(zhuǎn)變過程的一般規(guī)律和基本特征，合金元素的作用主要是提高鋼的耐回火性，造成二次硬化，并影響鋼的回火脆性。1.提高鋼的耐回火性2.引起二次硬化第九章鋼 的 回 火圖9-91280淬火后的回火溫度對(duì)W18Cr4V鋼硬度的影響第九章鋼 的 回 火四、回火脆性 如前所述，鋼的韌性總的變化趨勢(shì)是隨回火溫度提高而提高，但在350和500附近回火時(shí)，沖擊韌度值將明顯下

6、降（圖9-10）。1.第一類回火脆性2.第二類回火脆性圖9-1037CrNi3鋼回火時(shí)硬度與沖擊韌度的變化第九章鋼 的 回 火五、非馬氏體組織回火時(shí)的變化 工件淬火時(shí)，由于各部位的冷卻速度不同，其組織也不同，大于臨界淬火速度的部位形成馬氏體，小于臨界淬火速度的部位形成非馬氏體組織（如下貝氏體、珠光體等）。1.非馬氏體組織回火時(shí)的轉(zhuǎn)變(1)珠光體組織的轉(zhuǎn)變(2)下貝氏體的轉(zhuǎn)變第九章鋼 的 回 火2.非馬氏體組織在回火時(shí)的性能變化 各種非馬氏體組織的硬度隨回火溫度提高而降低。圖9-11T9鋼不同組織在回火時(shí)的硬度變化情況第九章鋼 的 回 火第三節(jié)鋼的回火工藝一、回火的目的和分類1.回火的目的鋼在淬

7、火后，一般不能直接使用。2.回火的分類按照回火溫度的不同，可將回火分為如下四類：(1)低溫回火(low(2)中溫回火(medium(3)高溫回火(high(4)軟化回火第九章鋼 的 回 火二、回火工藝1.回火溫度生產(chǎn)中通常按工件的硬度要求來選擇回火溫度。(1)計(jì)算法(2)查表法第九章鋼 的 回 火表9-1常用鋼材回火溫度與硬度對(duì)照表第九章鋼 的 回 火表9-1常用鋼材回火溫度與硬度對(duì)照表第九章鋼 的 回 火圖9-12共析碳鋼的回火硬度與回火溫度、時(shí)間的關(guān)系曲線(3)查圖法第九章鋼 的 回 火2.回火時(shí)間 確定回火時(shí)間的基本原則是，保證工件透熱和組織轉(zhuǎn)變能充分進(jìn)行。表9-2不同回火溫度下的K值和

8、A值3.回火冷卻方式 因回火溫度較低，在空氣爐或浴爐中加熱的主要方式是對(duì)流，為此應(yīng)盡量采用強(qiáng)制加熱介質(zhì)對(duì)流的方法，以達(dá)到快速和均勻加熱的目的。第九章鋼 的 回 火三、其他回火方法1.快速回火 快速回火（quickly tempering）工藝要點(diǎn)是，適當(dāng)提高回火溫度，以縮短回火時(shí)間。2.自回火 利用局部或表層淬硬工件內(nèi)部余熱使淬硬部分回火的工藝稱為自回火（self tempering），也稱自熱回火。第九章鋼 的 回 火3.帶溫回火 大型合金鋼模具，油淬不必冷到底，在100200出油后，立即送入爐中進(jìn)行回火，以減小變形，防止開裂，這種工藝稱為帶溫回火。四、回火后的穩(wěn)定化處理 淬火件回火（主要是低溫回火）后，其組織未完全穩(wěn)定，應(yīng)力也消除不徹底，在長期使用過程中，會(huì)繼續(xù)發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致組織、尺寸的變化，使工件失去應(yīng)有的精度。第九章鋼 的 回 火五、淬、