淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變

6.淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變

內(nèi)蒙古科技大學(xué)劉忠昌教授序言將淬火馬氏體重新加熱到低于臨界點(diǎn)(A1)的某一溫度，保溫一定時(shí)間，使亞穩(wěn)的馬氏體及殘留奧氏體發(fā)生某種程度的轉(zhuǎn)變，再冷卻到室溫，從而調(diào)整零件的使用性能。這種工藝操作稱為回火。在回火過(guò)程中發(fā)生的組織結(jié)構(gòu)的變化即為馬氏體的回火轉(zhuǎn)變?；鼗鸺訜釙r(shí)非平衡組織的轉(zhuǎn)變1、馬氏體的回火轉(zhuǎn)變；2、貝氏體的回火；3、殘留奧氏體的分解及轉(zhuǎn)變；4、低碳鋼的時(shí)效。這些轉(zhuǎn)變是非平衡組織在A1以下加熱過(guò)程中不斷向平衡態(tài)(F+碳化物)轉(zhuǎn)化的過(guò)程。鋼的回火轉(zhuǎn)變的研究歷程

20世紀(jì)30年代：1927年，Г.В.庫(kù)爾久莫夫等應(yīng)用X射線研究馬氏體本質(zhì)時(shí),也測(cè)定了回火馬氏體的晶體結(jié)構(gòu),首先提出了馬氏體回火后,馬氏體的正方度c/a值下降.隨著溫度升高而趨于1。試驗(yàn)證實(shí)了馬氏體在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變乃是一種過(guò)飽和固溶體的脫溶過(guò)程。20世紀(jì)40~50年代1940年，М.П.阿爾布左夫、庫(kù)爾久莫夫等對(duì)奧氏體單晶淬成的馬氏體回火后X射線分析，提出在低溫回火時(shí)，析出一種不同于平衡相θ－Fe3C結(jié)構(gòu)的過(guò)渡相FexC,其結(jié)構(gòu)和成分皆未確定。

1946～1951年，R.D.海登瑞琪及K.H.賈克的X射線研究確定，F(xiàn)exC的晶體結(jié)構(gòu)是正方晶系，定名為ε－碳化物，x值在2～3之間。1962年，Μ.Β.別羅路斯確定x=2.4。1953～1956年

郭可信研究了合金馬氏體的脫溶。合金碳化物的脫溶發(fā)生在較高的溫度，θ－M3C成為一種過(guò)渡相。有時(shí)還可能出現(xiàn)過(guò)渡型的合金碳化物。如，W、Mo的過(guò)渡合金碳化物M2C(六方系)，并指出，馬氏體回火二次硬化是發(fā)生在M2C和MC析出初期的一種狀態(tài)。20世紀(jì)60～70年代1968～1974年，弘津及依左托夫分別提出，F(xiàn)e-C馬氏體進(jìn)行低溫回火時(shí)，在過(guò)渡相析出之前，發(fā)生碳原子的偏聚，形成的富碳區(qū)呈片狀。同期，斯培琪提出，低碳馬氏體回火時(shí)，在脫溶相析出之前，發(fā)生碳原子在刃型位錯(cuò)線上的偏聚，形成柯垂?fàn)枤鈭F(tuán)。所有上述碳原子的偏聚行為皆可在室溫下快速進(jìn)行。這就意味著，工業(yè)上實(shí)際得到的“淬火馬氏體”，都是處于脫溶的碳原子偏聚狀態(tài)的階段。1972年弘津利用薄晶體電子衍射技術(shù)得出，高、中碳馬氏體低溫回火時(shí)析出的過(guò)渡相，即所謂ε－FexC相，并非六方晶格，而應(yīng)當(dāng)為正交晶格，x=2,定名為η－Fe2C。這一結(jié)果被一些研究者認(rèn)同。馬氏體的預(yù)脫溶

——碳原子的偏聚

人們認(rèn)識(shí)到過(guò)飽和固溶體的脫溶，即回火轉(zhuǎn)變，在馬氏體形成最初，就開(kāi)始了。一般的被稱為“淬火馬氏體”的組織，實(shí)質(zhì)上是脫溶初期階段的某種狀態(tài)。困擾人們多年的馬氏體強(qiáng)化機(jī)制問(wèn)題也從此得到突破。現(xiàn)在一致認(rèn)為，F(xiàn)e-C合金馬氏體強(qiáng)化機(jī)制中最重要的問(wèn)題之一是預(yù)脫溶階段的碳原子的偏聚。回火轉(zhuǎn)變的內(nèi)容：淬火鋼在回火過(guò)程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變主要是馬氏體的分解，殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變，此外還有碳化物的聚集長(zhǎng)大，α相的回復(fù)、再結(jié)晶等。淬火鋼組織中往往存在一