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东莞市日友金属材料有限公司

钢的热处理5-回火

  钢件淬火后,再加热到A以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。工件经淬火后虽然具有高的硬度和强度,但脆性较大,并存在有较大的淬火应力,一般情况下必须经过适当的回火后才能使用。                         

       (1)回火的目的

大乐透走势图        ①稳定组织,消除淬火应力,防止工件在以后的加工和使用过程中产生变形和裂纹;

        ②减少脆性,调整硬度,以满足各种工件对力学性能的不同要求。

大乐透走势图       (2)钢在回火时组织和性能的变化

大乐透走势图  经淬火后的组织(马氏体+残余奥氏体)为不稳定组织,有着向稳定组织自发转变的倾向。但在室温下,这种转变的速度极其缓慢。回火加热时,随着温度的升高,原子活动能力加强,使组织转变能较快地进行。淬火钢在回火的组织转变可以分为马氏体的分解、残余奥氏体的转变、碳化物类型的转变和渗碳体的聚集长大等四个阶段。与此同时,力学性能变化的基本趋势是,随着回火温度的提高,钢的强度和硬度下降,而塑性和韧性增加,决定淬火钢回火后组织和性能的主要因素是回火温度。

        (3)回火的分类

大乐透走势图  根据回火温度的不同,通常将回火方法分为如下三类:

        ①低温回火(150~250℃)     低温回火的目的是保持淬火钢的高硬度和高耐磨性,降低淬火应力,减少钢的脆性。低温回火时,淬火马氏体中的碳已经部分地从固溶体中析出并形成了过渡碳化物,残余奥氏体也转变为由含碳过饱和的α 固溶体和弥散析出的过度碳化物组成的复相组织,称为回火马氏体,其硬度一般为58~64HRC。低温回火主要用于刃具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件等;

        ②中温回火(350-500℃)     中温回火的目的是获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。中温回火时,马氏体中过饱和的碳完全析出,马氏体转变为铁素体,此时的组织是在铁素体基体内分布着极细小的渗碳体颗粒,称为回火托氏体,其硬度一般为35~50HRC。中温回火主要用于弹性零件及热锻模具等;

大乐透走势图        ③高温回火(500~650℃)     高温回火的目的是获得良好的综合力学性能。通常把工件淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质处理。高温回火时,渗碳体聚集长大而粗化,得到在铁素体基体上分布着细小球状渗碳体的组织称为回火索氏体,硬度一般为220~330HBS。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,如螺栓、连杆、齿轮及轴类等。

  调质处理后的组织力学性能(强度、韧性)比相同硬度的正火组织好,这是因渗碳体晶粒状,后者为片状。

  调质一般作为最终热处理,但也作为表面淬火和化学热处理的预先热处理。调质后硬度不高,便于切削加工,并能获得较低的表面粗糙度值。

  除了以上三种常用回火方法外,某些精密的工件,为了保持淬火后的硬度及尺寸的稳定性,常进行低温(100~150℃)、长时间(10~50h)保温的回火,称为时效处理。

大乐透走势图  生产中制定回火工艺时,首先根据工件所要求的硬度范围确定回火温度。然后再根据工件材料、尺寸、装炉量和加热方式等因素确定回火时间,一般为1~3h。回火后的冷却一般为空冷,某些只有高温回火脆性的合金钢在高温回火时必须快冷。

        (4)回火脆性

  有一些淬火钢(查资料)在某些温度回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间时的脆化现象(即韧性反而下降的现象)称为回火脆性。

  钢淬火后在250-350℃回火时所产生的回火脆性称为第一类回火脆性,也称为低温回火脆性。第一类回火脆性一旦产生就无法消除,因此生产中一般不在此温度范围内回火。

大乐透走势图  含有铬、锰、铬、镍等元素的合金钢淬火后,在脆化温度(450~600℃)区回火,或经更高温度回火后缓温冷却通过脆化温度区所产生的脆性,称为第二类回火脆性,又称高温回火脆性。这种脆性可通过高于脆化温度的再次回火后的快冷来消除。

      (5)二次硬化现象

  含有W、Mo、V等元素的合金钢,在高温回火时,其硬度不仅不降低,反而有所上升,即再次硬化的现象。

  如高速钢淬火后的组织为马氏体+未溶合金碳化物+残余奥氏体。高速钢经高温淬火后的残余奥氏体量达20%~30%(体积分数),为消除残余奥氏体并获得最高硬度和热硬性,需进行多次回火。W18Cr4V钢在550~570℃回火时,由于二次硬化的发生,可获得最高硬度。因此,W18Cr4V淬火后通常采用560~570℃三次回火。高速钢淬火回火后的组织为回火马氏体+碳化物十少量残余奥氏体。


文章分类: 金属知识
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