材料热处理第7章钢的回火转变.ppt

钢的回火转变主要内容回火------将淬火钢加热到低于A1临界点以下的某一温度，保温一定时间，使淬火态组织发生某种程度的变化，再冷却到室温，从而调整零件的使用性能的工艺，称为回火。

回火的目的根据回火温度可将钢的回火分为三类：7.1淬火碳钢回火时的组织转变（一）碳的偏聚和聚积（80～100℃以下）原因：

M是C在α-Fe中的过饱和间隙固溶体，C原子分布在体心立方点阵的扁八面体间隙位置，使晶体点阵产生严重的弹性变形，加之晶体点阵中的微观缺陷较多，因此使马氏体的能量较高，处于不稳定状态。因此C（N）原子向微观缺陷处的偏聚使马氏体能量降低。特征：
从尺寸、比热、金相组织和硬度上都观察不到明显变化；
在马氏体中C（N）原子短距离移动，发生C原子的偏聚；特征：
富集区的碳原子将发生有序化析出碳化物
——马氏体分解。

随着碳化物的析出，马氏体中的碳含量不断降低，点阵常数c减小，a增大，正方度c/a减小。过饱和程度下降。M分解过程与M的成分(碳含量)密切相关
1）高碳M的分解
M的双相分解
M的单相分解
2）低碳M的分解1）高碳马氏体的分解
特征：
当回火温度低于125℃时，α相呈现两种正方度，即由于碳化物析出，同时出现碳含量不同的两种α相：

a)C%:1.4%～1.2%(接近淬火高碳M)（c/a=1.062～1.054）;
b)C%:0.27%～0.29%(低碳M)（c/a=1.012～l.0l3）;

当回火温度高于125℃时，α相的正方度只有一种，即只存在一种α相，而且随回火温度升高，c/a逐渐减小，α相中碳含量逐渐降低。

这表明，由于回火温度不同，碳化物析出可以有两种不同方式，即双相分解和单相分解。高碳（1.4%C）马氏体正方度和碳含量及回火温度的关系a.马氏体的双相分解碳化物长大：在碳原子富集区，经过有序化后析出碳化物晶核并依靠周围α相提供的碳原子长大成碳化物颗粒。
两相α相形成：由于碳化物的析出，在其周围出现低碳（C1）的α相，而远处的α相仍保持原有碳含量C0。M继续分解：由于温度较低，碳原子不能作远距离扩散，已经析出的碳化物不能继续长大。马氏体的继续分解只能依靠在其他高碳区析出新的碳化物颗粒，并在其周围形成新的低碳区。M分解完成：随着分解过程进行，高碳区愈来愈少，低碳区愈来愈多。当高碳区完全消失时双相分解即告结束。此时，α相的平均碳含量降至C1。低碳区的C1与马氏体原始C0及分解温度无关，为一恒定值，约为0.25%～0.30%。温度越高，分解越快。b.马氏体的单相分解
温度：
回火温度高于125～150℃；
特征：
马氏体将以连续分解方式进行分解。
碳原子的活动能力增强，能够进行较长距离的扩散。已经析出的碳化物有可能从较远区域获得碳原子而长大，α相内的碳浓度梯度也可以通过碳原子的扩散而消除。
在分解过程中不再存在两种不同碳含量的α相。α相的碳含量及正方度随分解过程的进行不断下降。当温度达到300℃时，正方度c/a接近1，此时α相中的碳含量已经接近平衡状态，马氏体的脱溶分解过程基本结束。2）低碳马氏体的分解
特征：
低碳钢的Ms点较高，淬火时发生自回火。
在淬火形成马氏体的过程中，除了可能发生碳原子向位错的偏聚外，在最先形成的马氏体中还可能发生自回火，析出碳化物。钢的Ms点愈高，淬火冷却速度愈慢，则自回火析出的碳化物就愈多。

回火温度较低不析出碳化物，高于200℃的回火析出碳化物。
淬火后在100～200℃之间回火时，低碳板条状马氏体不析出碳化物，C原子仍然偏聚在位错线附近，这是由于C原子偏聚的能量状态低于析出碳化物的能量状态。
当回火温度高于200℃时，才有可能通过单相分解析出碳化物，使α基体中的碳含量降低。总结：
随着回火温度↑——→不断析出过饱和碳——→马氏体的碳含量↓——→立方马氏体＋ε碳化物（三）残余奥氏体转变（200～300℃）残余奥氏体转变
1）残余奥氏体向珠光体及贝氏体的转变
2）残余奥氏体向马氏体的转变
a等温转变成马氏体
b二次淬火1）残余奥氏体向珠光体及贝氏体的转变
淬火钢加热到Ms点以上、A1点以下各个温度等温保持，残余奥氏体在高温区将转变为珠光体，在中温区将转变为贝氏体。（1）等温转变成马氏体
条件：
在已形成的马氏体发生分解以后，淬火钢加热到低于Ms点的某一温度等温保持，则残余奥氏体有可能等温转变成马氏体。（2）二次淬火
消除奥氏体热稳定化现象。

将淬火钢加热到较高温度回火，若残余奥氏体比较稳定，在回火保温时未发生分解，则在回火后的冷却过程中将转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为“二次淬火***”。淬火高速钢中存在大量残余奥氏体，560℃加热保温后在冷却过程中大量残余奥氏体将转变为马氏体，即在560℃保温过程中发生了某种催化，提高了残余奥氏体的Ms点，增