眾所(suo)周知,淬火(huo)鋼不能直接應用于工(gong)程(cheng),必須經過回火(huo)才可使(shi)用。


一、馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的回火轉變


 香蕉視頻app下載蘋果版:馬氏體不銹鋼淬火后的回火過程,基本上也遵循回火四個階段的規律。


 1. 淬(cui)火馬氏體的分解階段(第Ⅰ階段)


  淬火鋼在從室溫至250℃溫度范圍內加熱時,淬火馬氏體中過飽和的碳將析出,馬氏體中的碳含量降低。研究證明,這時析出碳化物是亞穩定的。結構大致為FeχC型,屬ε相。也有的認為是高度彌散分布的Fe3C。


 還有更進一步(bu)的(de)(de)研究認為,在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)分解(jie)并析(xi)出(chu)碳化物(wu)之前,馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)中過飽(bao)和的(de)(de)碳原子(zi)(zi)已經(jing)有一個(ge)偏(pian)(pian)聚過程(還不(bu)是析(xi)出(chu)),碳原子(zi)(zi)形成十分細小的(de)(de)偏(pian)(pian)聚團(tuan)。對于(yu)較(jiao)(jiao)高含(han)碳量的(de)(de)鋼(gang),這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚團(tuan)向馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)孿晶界面偏(pian)(pian)聚。而在較(jiao)(jiao)低(di)含(han)碳量的(de)(de)鋼(gang)中,這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚團(tuan)向馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)位錯線附(fu)近的(de)(de)條片界面上偏(pian)(pian)聚。有的(de)(de)資料將這(zhe)個(ge)碳原子(zi)(zi)的(de)(de)偏(pian)(pian)聚過程稱為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)回火的(de)(de)準備(bei)階段(duan)。


 在馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)中,雖然(ran)有鉻的(de)存在,但由于(yu)這個階段的(de)溫度較低,所以,鉻不會對于(yu)這個階段產生明顯的(de)影響。


 馬氏體分解階段完成后,鋼的組織構成應該是回火馬氏體和FexC型碳化物。


 淬火(huo)鋼在完成這個階段轉變(bian)后,經低溫回(hui)火(huo)的(de)馬氏體性能略有改變(bian),并有以下特點(dian)。


 ①. 和淬火(huo)狀態的馬氏(shi)體相同(tong),低(di)溫回火(huo)馬氏(shi)體的強度(du)(du)主要由鋼(gang)的含碳(tan)量來決定。合金(jin)元素對(dui)提高回火(huo)馬氏(shi)體強度(du)(du)的作用很小。


 ②. 含碳(tan)(tan)量大(da)于0.3%的(de)馬(ma)(ma)氏體低溫回火時(shi),基體中的(de)固溶成會(hui)由于碳(tan)(tan)的(de)析(xi)出而下(xia)降(jiang)(jiang),降(jiang)(jiang)至0.2%~0.3%范(fan)圍之內,由碳(tan)(tan)過飽和固溶所引起(qi)的(de)晶(jing)格畸(ji)變大(da)部分會(hui)消(xiao)除。雖然碳(tan)(tan)量的(de)變化仍會(hui)影(ying)響馬(ma)(ma)氏體的(de)強(qiang)度,但碳(tan)(tan)對(dui)淬(cui)火馬(ma)(ma)氏體是(shi)以(yi)固溶強(qiang)化方(fang)式(shi)產生影(ying)響的(de),而對(dui)低溫回火馬(ma)(ma)氏體則是(shi)以(yi)析(xi)出碳(tan)(tan)化物數量為主要影(ying)響方(fang)式(shi)。所以(yi),鋼碳(tan)(tan)含量的(de)增加對(dui)低溫回火馬(ma)(ma)氏體強(qiang)度的(de)影(ying)響不如對(dui)淬(cui)火馬(ma)(ma)氏體的(de)影(ying)響大(da)。


 ③. 合金元(yuan)素雖對回火(huo)馬氏體的(de)強度(du)(du)影響(xiang)不大(da),卻能(neng)明(ming)顯(xian)影響(xiang)它的(de)韌(ren)性。低(di)溫回火(huo)時,等強度(du)(du)的(de)合金鋼沖擊值可比碳鋼高幾倍。


2. 殘(can)留奧(ao)氏體的轉變階段(第Ⅱ階段)


  在回火230~280℃溫(wen)度范圍內,馬氏(shi)體(ti)分(fen)(fen)解還在進行,馬氏(shi)體(ti)內的含碳(tan)量繼續降低(di),與此同時(shi),還發生殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian),即殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的分(fen)(fen)解,分(fen)(fen)解產物為(wei)低(di)碳(tan)的馬氏(shi)體(ti)和ε型碳(tan)化物。回火時(shi)殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)與過冷奧(ao)氏(shi)體(ti)在這一溫(wen)度范圍的分(fen)(fen)解情況相似(si),即以(yi)類似(si)于貝氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)方式轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。


 殘(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)體中(zhong)的(de)含碳量對這個(ge)階段的(de)轉(zhuan)變沒有大的(de)影響,合(he)金(jin)元素,特別是(shi)鉻(ge)會提高殘(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)體轉(zhuan)變溫度范圍(wei),并可抑制殘(can)留(liu)奧(ao)氏(shi)體的(de)轉(zhuan)變。


 由(you)于殘留奧(ao)氏體的(de)分(fen)解產物是(shi)低(di)碳馬氏體和ε型(xing)碳化(hua)物(或分(fen)解成下貝氏體),所以,對鋼會有(you)強化(hua)作用,出現(xian)明顯的(de)硬化(hua)現(xian)象。


 3. χ、θ碳化物的形成(cheng)階段(duan)(第(di)Ⅲ階段(duan))


   不同含碳量的馬氏體在260~360℃溫度區間回火時,首先會析出x型碳化物,分子式為Fe5C2(有的認為是Fe2C),并隨回火溫度的升高而長大。較高含碳量的鋼中,這種碳化物可保持到大約450℃.而較低含碳量鋼中,這種碳化物穩定性較差。在這一階段,隨著溫度的升高,x碳化物將轉化成θ碳化物,其分子式為Fe3C。同時,在低溫度區間,從馬氏體中已經析出的ε碳化物(FexC)也逐漸轉變為θ碳化物。


  在這(zhe)(zhe)個溫度區間回(hui)火,由(you)于馬氏(shi)體(ti)中(zhong)碳(tan)(tan)的(de)(de)繼(ji)續析出(chu)(chu),晶格畸變基(ji)本消除,,析出(chu)(chu)的(de)(de)碳(tan)(tan)化物質點有(you)聚合傾向,組織(zhi)中(zhong)的(de)(de)位錯密度減少,李晶界消除,這(zhe)(zhe)一(yi)系列變化,使鋼(gang)(gang)的(de)(de)硬度和強度有(you)所下降,但在這(zhe)(zhe)個階(jie)段,有(you)些鋼(gang)(gang)會產(chan)生脆(cui)性(xing),即第一(yi)類回(hui)火脆(cui)性(xing)。在馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong),由(you)于鉻元素(su)的(de)(de)存在,對碳(tan)(tan)化物的(de)(de)形(xing)成(cheng)會起(qi)到阻(zu)礙作用。


 4. 碳化物的集(ji)聚(ju)長大階段(duan)(第Ⅳ階段(duan))


  在淬火馬氏體間火第皿階段結束后,馬氏體分解全部完成,形成高度分散的鐵素體和碳化物的混合物。碳化物主要是θ型碳化物Fe3C,也會有少量尚未完全轉變的x碳化物和ε碳化物。


  實際上,在第皿階段后期,大約(yue)從300℃開(kai)始,碳化物開(kai)始集(ji)聚(ju)、長(chang)大。400℃以上,這個過程更明(ming)顯了(le)。


  電子顯微鏡分析表明:在(zai)較低溫度(du)下回(hui)(hui)火時形成的(de)碳(tan)化物(wu)(wu)呈(cheng)圓片狀,隨回(hui)(hui)火溫度(du)的(de)提高逐(zhu)漸粗化,最后變成球狀。在(zai)550℃以上(shang),獲得顆(ke)粒狀碳(tan)化物(wu)(wu),再提高回(hui)(hui)火溫度(du),碳(tan)化物(wu)(wu)顆(ke)粒粗化、變大。在(zai)碳(tan)化物(wu)(wu)集(ji)聚、長大的(de)過程中,發生了碳(tan)及合金元(yuan)素(su)的(de)擴散。


  鋼中的合(he)金(jin)(jin)元素(su)在這一階段發揮了明(ming)顯的作用(yong),因為溫度較(jiao)高,合(he)金(jin)(jin)元素(su)已經有能力進行擴散和移動。所以,合(he)金(jin)(jin)元素(su)在鐵素(su)體和碳化(hua)物(wu)之(zhi)間進行重新(xin)分配(pei)。


  由于(yu)碳(tan)從鐵素體中充分析出及(ji)碳(tan)化物的(de)集(ji)聚(ju)長(chang)大,鋼的(de)硬度(du)和(he)強度(du)下降,而塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)上(shang)升,使鋼具有(you)優良(liang)的(de)綜合性(xing)(xing)能(neng)。但有(you)些合金鋼在這個溫度(du)區間回火時,會產生第(di)二(er)類回火脆性(xing)(xing)。


  馬氏體不(bu)(bu)銹鋼中含有較高的鉻(ge),并在淬火鋼回(hui)火過程(cheng)中的各個階段(duan)產生不(bu)(bu)同程(cheng)度的作(zuo)用。


  鉻是強碳化(hua)物(wu)形成元素,會(hui)(hui)增加碳化(hua)物(wu)原子(zi)間的結合力,使碳化(hua)物(wu)的細(xi)小顆粒(li)(li)的溶(rong)解難以進行(xing),所(suo)以,會(hui)(hui)阻(zu)礙較大碳化(hua)物(wu)顆粒(li)(li)的長(chang)大、集(ji)聚(ju),也就會(hui)(hui)使回火鋼因碳化(hua)物(wu)集(ji)聚(ju)長(chang)大而(er)引(yin)起的硬(ying)度(du)下降作用減弱。


  另外,在較(jiao)高溫度回(hui)火(huo)(huo)時,由(you)于含(han)鉻的特殊碳化物的彌散析出,使回(hui)火(huo)(huo)鋼的硬度產(chan)生回(hui)升現象。


  有的資料顯(xian)示,含鉻(ge)12%的馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼在(zai)450℃左(zuo)右回(hui)火(huo)時,會出現硬度最(zui)高點,并認為,這(zhe)除了鉻(ge)阻礙碳化(hua)(hua)物(wu)長(chang)大和特(te)殊碳化(hua)(hua)物(wu)彌(mi)散析出的原因(yin)外,還可能與殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)轉變成回(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti)有關(guan)。


 綜(zong)上所述,鉻在馬氏體不銹鋼回(hui)(hui)火轉變過程中、發(fa)揮阻礙(ai)回(hui)(hui)火續(xu)變的(de)作用。這就是為什么要獲得(de)與碳(tan)含量(liang)相同的(de)碳(tan)鋼同樣硬(ying)度和強度時,必須提高回(hui)(hui)火溫度和延(yan)長(chang)保溫時間的(de)原因。




二(er)、馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)回火脆性


 1. 回火脆性分(fen)類


  鋼的回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)是指某(mou)些淬火(huo)(huo)(huo)鋼在(zai)(zai)某(mou)一(yi)(yi)溫(wen)(wen)(wen)度區(qu)間回(hui)火(huo)(huo)(huo)時(shi),沖擊韌性(xing)下降、脆(cui)性(xing)增(zeng)加的特性(xing)。在(zai)(zai)250~400℃溫(wen)(wen)(wen)度區(qu)間產生的脆(cui)性(xing)稱第(di)一(yi)(yi)類回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing),由于(yu)產生的溫(wen)(wen)(wen)度較低,又(you)稱低溫(wen)(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing),這種回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)產生后,可以用(yong)更高溫(wen)(wen)(wen)度的加熱消除,之(zhi)后,再在(zai)(zai)脆(cui)性(xing)產生溫(wen)(wen)(wen)區(qu)回(hui)火(huo)(huo)(huo)時(shi)將不再產生脆(cui)性(xing),所以,也稱不可逆回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)。大(da)多數鋼都(dou)有第(di)一(yi)(yi)類回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing):


  在(zai)450~700℃溫度區(qu)間產生(sheng)的脆(cui)性(xing)稱第二類回火脆(cui)性(xing),由于產生(sheng)的溫度較高(gao),又稱高(gao)溫回火脆(cui)性(xing),這種脆(cui)性(xing)產生(sheng)后(hou),可(ke)以(yi)通過高(gao)于脆(cui)化溫度加熱后(hou)快冷予以(yi)消除,但消除后(hou)如果再次在(zai)脆(cui)化溫度加熱緩冷,則又重(zhong)復產生(sheng)脆(cui)性(xing),所(suo)以(yi),也稱可(ke)逆(ni)回火脆(cui)性(xing)。


 第二類回火(huo)脆(cui)性(xing)多產生于鉻一錳、鉻-鎳等合(he)金鋼(gang)中,因(yin)為許多工程零(ling)件(jian)需要在高溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)后使用,回火(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可能(neng)重合(he)于脆(cui)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du),所以,人們對第二類回火(huo)脆(cui)性(xing)更重視,研(yan)究也比較深入。


 2. 回火脆性(xing)產生的原因


 關于回(hui)火脆性的產生原(yuan)因和本(ben)質(zhi),雖有大量的研究,但仍(reng)未有統一(yi)的意見,存在不同的假說和理(li)論。


①. 析出理論


 淬(cui)(cui)火(huo)(huo)鋼回火(huo)(huo)時,淬(cui)(cui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體中(zhong)過(guo)飽和的(de)碳(tan)優先,以(yi)晶間斷裂為主要特征的(de)事實來證明。還有的(de)研究者認為是(shi)鋼回火(huo)(huo)時,在(zai)(zai)某一溫(wen)度(du)(du)條件下,各(ge)種組(zu)約(yue)在(zai)(zai)固(gu)溶體中(zhong)的(de)溶解的(de)回冷(leng)卻時被溶物從(cong)固(gu)溶體中(zhong)析(xi)出,并(bing)以(yi)不利(li)于韌性的(de)狀態分布。反之,快診求(qiu)它們被保留在(zai)(zai)固(gu)并(bing)以(yi)不利(li)的(de)韌性無測(ce)顯影響。但用析(xi)出物來解釋回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性的(de)常不中(zhong),不修充(chong)分,因(yin)為在(zai)(zai)產生脆(cui)(cui)(cui)性的(de)溫(wen)度(du)(du)與(yu)室溫(wen)時相比(bi),碳(tan)等理由仍(reng)并(bing)解度(du)(du)沒有很大區別(bie),另外,脆(cui)(cui)(cui)性及脆(cui)(cui)(cui)化程度(du)(du)并(bing)不與(yu)回火(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)成比(bi)例。


②. 碳化(hua)物轉變理論


 認為含有合金元素的淬火鋼,在回火加熱的初期析出的是無合金碳化物,隨回火溫度的升高和合金元素擴散能力的增強,碳化物的成分和分布形態改變而引起脆性。以含路12%的馬氏體不銹鋼為例,隨著回火溫度的提高和回火時間的延長,碳化物是按(FeCr)3C→(FeCr)7C3→(FeCr)23C6的順序變化的。(FeCr)23C6引起脆性的能力更強些,特別是當其沿晶界析出和分布時,對韌性更加不利。


 這個理論似乎告訴我們回火脆性與(yu)回火加(jia)熱(re)、保溫(wen)溫(wen)度(du)有關(guan),但事實是回火脆性恰恰與(yu)冷卻(que)方式(shi)有關(guan)。


③. 殘留(liu)奧氏體轉變理論


  鋼在(zai)(zai)(zai)加(jia)熱奧氏(shi)體(ti)(ti)化時,由于(yu)擴散(san)的(de)作用,碳和(he)合金元(yuan)(yuan)素(su)聚(ju)集在(zai)(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)界處,引(yin)起奧氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)內與(yu)晶(jing)界處成分不均勻。淬(cui)火冷卻(que)后,晶(jing)內組織發(fa)生(sheng)(sheng)了馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian),晶(jing)界處因含有較高的(de)碳和(he)合金元(yuan)(yuan)素(su),呈薄(bo)膜狀的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)較穩(wen)定,沒發(fa)生(sheng)(sheng)轉變(bian)而保留下來。在(zai)(zai)(zai)回火加(jia)熱時,由于(yu)碳和(he)合金元(yuan)(yuan)素(su)的(de)析出降低了其(qi)穩(wen)定性,在(zai)(zai)(zai)回火冷卻(que)時,發(fa)生(sheng)(sheng)了馬氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)變(bian),從而引(yin)起脆(cui)性。


  但是,這(zhe)一理論(lun)與回火后(hou)緩慢(man)冷(leng)卻有脆性,快速(su)冷(leng)卻則無脆性的(de)事實相矛盾,并且(qie)不能解釋回火脆性可逆性的(de)特(te)征。


④. 雜質元素晶界偏析理論(lun)。


 當鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含有低熔點的(de)銻(ti)、磷、錫等(deng)雜(za)(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)時,在(zai)鋼(gang)(gang)加(jia)(jia)熱(re)過程中(zhong)(zhong)(zhong),它們溶于(yu)(yu)固溶體(ti)內,使鐵的(de)晶(jing)格產(chan)生(sheng)彈性畸變和(he)系統能(neng)量增高,晶(jing)界(jie)處(chu)由(you)于(yu)(yu)缺陷較多,在(zai)一(yi)定(ding)條件下(xia),雜(za)(za)質(zhi)會(hui)自(zi)發地向晶(jing)界(jie)區偏聚(ju)。另(ling)外(wai)(wai),在(zai)回火(huo)過程中(zhong)(zhong)(zhong),蕨化(hua)(hua)(hua)物沉淀析出時,雜(za)(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)會(hui)被排斥在(zai)碳化(hua)(hua)(hua)物之外(wai)(wai),促使基體(ti)利碳化(hua)(hua)(hua)物界(jie)面附近的(de)雜(za)(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)濃(nong)度增加(jia)(jia)。雜(za)(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)的(de)這種不規則的(de)濃(nong)集層降低了晶(jing)面間的(de)結合(he)(he)(he)(he)力,為裂紋提供了成核(he)和(he)擴展的(de)機會(hui),持這種觀點的(de)研究者還指出,當鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含有鉻、鎳等(deng)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)時,由(you)于(yu)(yu)在(zai)奧氏體(ti)化(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)程度的(de)偏聚(ju),而合(he)(he)(he)(he)金(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)和(he)雜(za)(za)質(zhi)之間存(cun)在(zai)化(hua)(hua)(hua)學(xue)親合(he)(he)(he)(he)力,又(you)加(jia)(jia)強了雜(za)(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)的(de)偏聚(ju)程度,所以,含鉻、鎳等(deng)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)的(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)回火(huo)脆性更明顯一(yi)些。


 但是,這個(ge)理論也沒能解釋清楚回火脆性(xing)和回火冷卻速度有密(mi)切關系的原因。


 總之(zhi),關于鋼的回火脆(cui)性的實質還(huan)是一個需要繼(ji)續深入探討的課題。雖然,目前(qian)還(huan)缺少一個最完善的理(li)論(lun)來(lai)解釋鋼的回火脆(cui)性。但在某些方面還(huan)是有相似觀(guan)點(dian)的。


 ①. 沖擊斷裂基本(ben)上是沿(yan)晶界發生的(de)。可以認為回火脆(cui)性是晶界轉變(bian)的(de)結果(guo)。


 ②. 第二(er)類回火脆性(xing)是可逆的。可以認為回火脆性(xing)應(ying)該(gai)與(yu)某些析(xi)出(chu)物的溶(rong)解、析(xi)出(chu)過程(cheng)有關。


 ③. 第二類(lei)回火(huo)脆性(xing)的產生與回火(huo)冷卻(que)速度相關(guan),可以認(ren)為回火(huo)脆性(xing)與回火(huo)冷卻(que)過程中(zhong)是否有析(xi)出物有關(guan)。


 3. 鋼的(de)回火脆性(xing)的(de)判(pan)斷和評價


 第(di)二類回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性的產生與回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻(que)速度有關(guan),所以(yi),一(yi)(yi)(yi)(yi)般用(yong)鋼在回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)快冷和緩(huan)(huan)(huan)冷后所測(ce)到(dao)的沖擊(ji)值的比(bi)值來評價其(qi)是(shi)否(fou)有回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性及其(qi)嚴重程度。如(ru)某材(cai)料(liao)的兩組沖擊(ji)試樣,保證在其(qi)他條件相同的條件下(xia),一(yi)(yi)(yi)(yi)組回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)采(cai)用(yong)快冷,另(ling)一(yi)(yi)(yi)(yi)組采(cai)用(yong)緩(huan)(huan)(huan)慢冷卻(que),若快冷樣沖擊(ji)功(gong)為(wei)90J,緩(huan)(huan)(huan)慢冷卻(que)樣沖擊(ji)功(gong)為(wei)60J,則Δ=90/60=1.5,稱Δ為(wei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性敏感系數。一(yi)(yi)(yi)(yi)般當Δ>1,即認為(wei)有回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性傾向,Δ值越(yue)大(da),說明該材(cai)料(liao)在回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度下(xia)的回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性越(yue)嚴重。


 這(zhe)種評價回火脆性(xing)(xing)的(de)方法(fa),一般(ban)能(neng)滿足常規(gui)條(tiao)件下(xia)工作(zuo)零件對韌性(xing)(xing)的(de)需要(yao),在(zai)一些特殊環境和條(tiao)件下(xia)工作(zuo)零件,對材料韌性(xing)(xing)及韌性(xing)(xing)變化有特別(bie)要(yao)求時(shi),還應(ying)該采用更嚴格的(de)評價方法(fa)。如測(ce)定材料的(de)冷(leng)脆性(xing)(xing)轉變溫度(du)(du),或測(ce)定材料不同回火冷(leng)卻方式(shi)對冷(leng)脆轉變溫度(du)(du)提高程度(du)(du)的(de)影響等。當然,這(zhe)些測(ce)試和評價更復雜,成(cheng)本更高。


 4. 合金元素(su)對回(hui)火脆性的影響


  一般認為(wei)碳鋼是(shi)對(dui)(dui)(dui)回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)不(bu)(bu)敏感(gan)的(de)鋼,合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)(dui)(dui)回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)有(you)(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)程度(du)的(de)影響,而且(qie)還與(yu)其(qi)含(han)量、與(yu)碳及(ji)其(qi)他合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)配比(bi)有(you)(you)(you)關。合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)(dui)(dui)回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)的(de)影響可大(da)致分為(wei)以下(xia)情況。增大(da)回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)有(you)(you)(you)錳硅、鉻、釩、磷、氫、硼等(deng)(deng);減(jian)小回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)有(you)(you)(you)鉬、鎢等(deng)(deng);對(dui)(dui)(dui)回火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)影響不(bu)(bu)明顯(xian)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)有(you)(you)(you)鈦、鈮、鋯等(deng)(deng);銅、鎳等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素(su)單獨影響作(zuo)用(yong)不(bu)(bu)大(da)。


 在馬氏體不銹(xiu)鋼中的主(zhu)要合金元素對回火脆性傾向影響情況(kuang)如(ru)下:


 ①. 鉻:對回火脆性(xing)有(you)影響,且隨鉻含量的(de)增加(jia)而增加(jia)。當鋼中(zhong)還有(you)鎳、錳(meng)、磷元素時,影響更大(da)。


 ②. 鎳:鎳元素本身對回火(huo)脆性影響(xiang)不明(ming)顯,但與鉻、錳、磷等(deng)元素在一(yi)起時(shi),則產(chan)生回火(huo)脆性。


 ③. 釩(fan):增大回(hui)火脆(cui)性(xing)。但(dan)加釩(fan)的鋼提高(gao)了抗(kang)回(hui)火穩定性(xing),-般采(cai)用更高(gao)的溫度回(hui)火,可能遠離(li)鋼的回(hui)火脆(cui)性(xing)溫度區間,所(suo)以,實用上(shang)對回(hui)火脆(cui)性(xing)反(fan)映不很明顯(xian)。


 ④. 鉬:有人認為鉬本身(shen)對回火脆(cui)性有影(ying)響,但適當(dang)地加(jia)入有回火脆(cui)性的鉻(ge)鋼(gang)、鉻(ge)-鎳鋼(gang)、鎳-錳(meng)鋼(gang)、鉻(ge)-錳(meng)鋼(gang)中,反而會減小和消除(chu)鋼(gang)的回火脆(cui)性。但也有資料報道,在某(mou)些鋼(gang)中,當(dang)鉬含量超過(guo)一定量時,反而增大(da)了回火脆(cui)性。


 在馬氏體類不銹鋼(gang)中,一(yi)般認為都有回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)傾向,其中,2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等有明顯(xian)的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)傾向。


5. 減(jian)小和消除回(hui)火脆性的(de)方法(fa)


  鋼的回(hui)(hui)火(huo)脆性,特別是(shi)(shi)第二類(lei)回(hui)(hui)火(huo)脆性給許多材料在使用(yong)中帶(dai)來(lai)危害,應引起(qi)注意(yi)。在減小或消除鋼的回(hui)(hui)火(huo)脆性方(fang)面,人們(men)做了(le)(le)大(da)量(liang)工作,并(bing)積(ji)累了(le)(le)一(yi)些經驗。在工程(cheng)實用(yong)上(shang)(shang)可采取(qu)的手(shou)段:一(yi)方(fang)面從控制化(hua)學成分入手(shou),另一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)從改善回(hui)(hui)火(huo)冷卻方(fang)法(fa)上(shang)(shang)做工作。


 屬于化學成(cheng)分方面(mian)的措(cuo)施,包(bao)括合(he)理設計鋼的成(cheng)分,控制引起回(hui)火脆性的合(he)金元素(su)的含量和配比,或者合(he)理加入減小(xiao)回(hui)火脆性的合(he)金元素(su),如(ru)鉬、鎢等。再就是提高鋼的純度,減少雜質和低熔點元素(su)。


 在(zai)(zai)熱處理方(fang)法(fa)上(shang),最簡單可行的(de)(de)(de)是用(yong)回(hui)火(huo)(huo)快冷(leng)(leng)方(fang)法(fa)。為減少因回(hui)火(huo)(huo)快冷(leng)(leng)產生(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力,對于大(da)型工件(jian)或要求嚴格控制殘留(liu)應(ying)(ying)力的(de)(de)(de)工件(jian),可在(zai)(zai)回(hui)火(huo)(huo)快冷(leng)(leng)后,再(zai)采(cai)用(yong)一次低于產生(sheng)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性溫(wen)度(du)下的(de)(de)(de)去應(ying)(ying)力回(hui)火(huo)(huo)。也有的(de)(de)(de)采(cai)用(yong)兩段回(hui)火(huo)(huo)冷(leng)(leng)卻方(fang)法(fa),即回(hui)火(huo)(huo)保(bao)溫(wen)后,先快速冷(leng)(leng)卻至產生(sheng)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性溫(wen)度(du)以下的(de)(de)(de)溫(wen)度(du),再(zai)入爐繼續以緩慢方(fang)式冷(leng)(leng)卻。當然,這在(zai)(zai)實際操作上(shang)不易(yi)準確控制分段的(de)(de)(de)時機。


 對某些成分的(de)(de)鋼(gang),可(ke)(ke)以降低(di)淬火(huo)加(jia)熱溫度減輕(qing)回(hui)火(huo)脆(cui)性。現在(zai),我(wo)們可(ke)(ke)以概(gai)括地總結一下:馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中(zhong),由于(yu)含有(you)(you)13%左右的(de)(de)鉻及其(qi)他合(he)金元素,使其(qi)在(zai)加(jia)熱奧氏體化、冷卻發(fa)生組(zu)織轉變及淬火(huo)后回(hui)火(huo)過程中(zhong)具有(you)(you)了與碳鋼(gang)不同的(de)(de)特征。


(1) 狀態圖有了(le)改變,縮(suo)小(xiao)了(le)γ相區。


(2) 改變了共析溫度(du)和共析碳含(han)量,降低了馬氏體轉變溫度(du)。


(3) 鋼在(zai)加熱(re)奧氏體化時(shi),應提高加熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度和(he)延長(chang)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間。


(4) 奧氏(shi)體穩定程度提(ti)高了,可以(yi)采用(yong)較緩(huan)慢的(de)淬火冷卻方式,充分獲得(de)馬氏(shi)體組織,提(ti)高了鋼的(de)淬透性。


(5) 增加(jia)了淬火組織中(zhong)的殘(can)留(liu)奧氏體(ti)量(liang)。


(6) 與碳鋼相比(bi),在獲(huo)得相同硬度和強度的情況下,需提高回火溫(wen)(wen)度,延(yan)長回火保溫(wen)(wen)時間。


(7) 增(zeng)加了鋼的(de)回(hui)火脆性(xing)(xing)傾向,必要時采用快冷,以(yi)減少鋼的(de)回(hui)火脆性(xing)(xing)。