眾所(suo)周(zhou)知,淬火(huo)鋼不(bu)能(neng)直接應用于(yu)工(gong)程,必須(xu)經過回火(huo)才(cai)可(ke)使用。


一、馬(ma)氏體不銹鋼(gang)的回(hui)火轉(zhuan)變(bian)


 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. 淬火(huo)馬氏體的分解階(jie)段(第Ⅰ階(jie)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(ren)為,在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)解并析出碳化物之前,馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)中過(guo)飽和(he)的(de)(de)碳原子已經有一個(ge)(ge)偏聚(ju)過(guo)程(還不(bu)是析出),碳原子形成十分(fen)細(xi)小的(de)(de)偏聚(ju)團(tuan)。對于較高含(han)碳量的(de)(de)鋼,這個(ge)(ge)偏聚(ju)團(tuan)向馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)孿晶界(jie)面(mian)偏聚(ju)。而(er)在較低含(han)碳量的(de)(de)鋼中,這個(ge)(ge)偏聚(ju)團(tuan)向馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)位(wei)錯線附近的(de)(de)條片界(jie)面(mian)上(shang)偏聚(ju)。有的(de)(de)資(zi)料將(jiang)這個(ge)(ge)碳原子的(de)(de)偏聚(ju)過(guo)程稱為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)回火(huo)的(de)(de)準備階段。


 在馬氏體不銹鋼(gang)中,雖然有鉻的(de)(de)存在,但由于這個(ge)階段(duan)的(de)(de)溫度較低,所以(yi),鉻不會對于這個(ge)階段(duan)產生明顯的(de)(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(cui)火鋼在(zai)完成這個(ge)階段轉變(bian)(bian)后(hou),經低溫(wen)回(hui)火的(de)馬氏體性能略有(you)改變(bian)(bian),并(bing)有(you)以下(xia)特點。


 ①. 和淬(cui)火狀態的馬氏體相同,低溫回火馬氏體的強度主要由(you)鋼的含碳量(liang)來(lai)決定。合金元素對提高(gao)回火馬氏體強度的作用很小。


 ②. 含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)大于(yu)0.3%的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)低(di)溫回火(huo)時,基(ji)體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)固溶(rong)成會由于(yu)碳(tan)的(de)(de)(de)析(xi)出而下降,降至0.2%~0.3%范圍之內,由碳(tan)過(guo)飽和固溶(rong)所引起的(de)(de)(de)晶格畸變(bian)大部分會消除。雖(sui)然碳(tan)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化仍會影響馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du),但(dan)碳(tan)對(dui)淬火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)是(shi)以(yi)固溶(rong)強(qiang)化方(fang)式產生影響的(de)(de)(de),而對(dui)低(di)溫回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)則是(shi)以(yi)析(xi)出碳(tan)化物數量(liang)(liang)(liang)為主要影響方(fang)式。所以(yi),鋼(gang)碳(tan)含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加對(dui)低(di)溫回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)影響不如對(dui)淬火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)影響大。


 ③. 合金元素雖對回火(huo)馬氏體(ti)的強度(du)影(ying)響不大(da),卻能(neng)明顯影(ying)響它的韌性。低溫回火(huo)時(shi),等強度(du)的合金鋼沖擊值可比碳(tan)鋼高幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉(zhuan)變階段(第Ⅱ階段)


  在(zai)回火230~280℃溫(wen)度范圍內,馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)分(fen)解(jie)還在(zai)進行,馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)內的(de)(de)(de)(de)含碳量繼續降(jiang)低(di),與此同時,還發生殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)轉變(bian),即(ji)殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)分(fen)解(jie),分(fen)解(jie)產物為低(di)碳的(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)和ε型碳化物。回火時殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)轉變(bian)與過(guo)冷奧氏(shi)體(ti)在(zai)這一溫(wen)度范圍的(de)(de)(de)(de)分(fen)解(jie)情況相似,即(ji)以類似于貝氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)轉變(bian)方式轉變(bian)。


 殘(can)留奧(ao)氏體(ti)中的(de)含碳量對這個階段(duan)的(de)轉變(bian)沒有大的(de)影響(xiang),合金元素,特別是(shi)鉻會(hui)提高殘(can)留奧(ao)氏體(ti)轉變(bian)溫度范圍(wei),并可抑制殘(can)留奧(ao)氏體(ti)的(de)轉變(bian)。


 由于殘留奧氏(shi)(shi)體的(de)分(fen)解(jie)產物是(shi)低碳(tan)馬氏(shi)(shi)體和ε型碳(tan)化(hua)(hua)物(或分(fen)解(jie)成下貝氏(shi)(shi)體),所以,對鋼會有強化(hua)(hua)作用,出現明顯的(de)硬化(hua)(hua)現象。


 3. χ、θ碳化物的形(xing)成(cheng)階段(duan)(第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(zai)(zai)這(zhe)個溫度區間回火(huo),由于馬(ma)氏體中碳(tan)的(de)繼續析(xi)出,晶(jing)格畸變基本(ben)消(xiao)除,,析(xi)出的(de)碳(tan)化物(wu)質點有聚合傾向,組織中的(de)位錯密度減少,李晶(jing)界消(xiao)除,這(zhe)一(yi)(yi)系列變化,使(shi)鋼的(de)硬度和強度有所下降,但在(zai)(zai)這(zhe)個階(jie)段,有些鋼會產生脆(cui)性,即第(di)一(yi)(yi)類回火(huo)脆(cui)性。在(zai)(zai)馬(ma)氏體不銹鋼中,由于鉻(ge)元素的(de)存在(zai)(zai),對(dui)碳(tan)化物(wu)的(de)形成(cheng)會起到阻礙作用。


 4. 碳化物的集聚長大(da)階段(第Ⅳ階段)


  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(hou)期,大約(yue)從300℃開(kai)始(shi),碳(tan)化物開(kai)始(shi)集聚、長(chang)大。400℃以上,這個(ge)過程更(geng)明顯(xian)了。


  電子顯微鏡分(fen)析(xi)表明:在(zai)較低溫(wen)度(du)下回(hui)(hui)火時(shi)形成(cheng)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物呈圓片(pian)狀,隨回(hui)(hui)火溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)提高逐漸粗化(hua),最(zui)后變成(cheng)球狀。在(zai)550℃以(yi)上,獲得顆(ke)粒狀碳(tan)(tan)化(hua)物,再(zai)提高回(hui)(hui)火溫(wen)度(du),碳(tan)(tan)化(hua)物顆(ke)粒粗化(hua)、變大(da)。在(zai)碳(tan)(tan)化(hua)物集聚(ju)、長大(da)的(de)(de)(de)過程中,發生了碳(tan)(tan)及(ji)合金元素的(de)(de)(de)擴散。


  鋼(gang)中的合金元(yuan)素在這(zhe)一階段發揮了明顯的作用,因(yin)為溫度較高(gao),合金元(yuan)素已(yi)經有能力進(jin)行擴散和移動(dong)。所以,合金元(yuan)素在鐵素體和碳化物之(zhi)間進(jin)行重新分配。


  由(you)于碳(tan)從鐵(tie)素體中充(chong)分析出及碳(tan)化物的集聚長大,鋼的硬度(du)和強度(du)下降,而(er)塑(su)性(xing)和韌性(xing)上升,使鋼具(ju)有優(you)良的綜合性(xing)能(neng)。但有些(xie)合金鋼在這(zhe)個溫度(du)區間回火時,會產生第(di)二類(lei)回火脆性(xing)。


  馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中含有較高的鉻(ge),并在(zai)淬火鋼回火過程(cheng)中的各個(ge)階段產生不(bu)(bu)同程(cheng)度的作用。


  鉻是(shi)強(qiang)碳化(hua)物形(xing)成(cheng)元素,會增加碳化(hua)物原子間的結(jie)合(he)力(li),使碳化(hua)物的細小(xiao)顆粒的溶解難以進(jin)行(xing),所以,會阻(zu)礙較大碳化(hua)物顆粒的長(chang)大、集聚,也(ye)就會使回火鋼因碳化(hua)物集聚長(chang)大而引起(qi)的硬度(du)下降作用減弱(ruo)。


  另外(wai),在較(jiao)高溫(wen)度(du)回火時,由于含鉻的(de)特(te)殊碳化物的(de)彌(mi)散析出,使回火鋼的(de)硬(ying)度(du)產生回升現象。


  有(you)的(de)資料顯示,含(han)鉻12%的(de)馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)450℃左右回火時,會出現(xian)硬度最高點,并認為,這(zhe)除了鉻阻礙碳化物長大和特殊碳化物彌散析(xi)出的(de)原因外,還可能與(yu)殘留奧氏(shi)體轉變成回火馬氏(shi)體有(you)關(guan)。


 綜上所述,鉻在馬氏體不銹鋼回(hui)火(huo)(huo)轉(zhuan)變(bian)過程中、發揮阻礙回(hui)火(huo)(huo)續變(bian)的(de)作(zuo)用。這(zhe)就是為什么要獲得與碳含量相同的(de)碳鋼同樣硬度(du)和(he)強度(du)時,必須提高(gao)回(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)和(he)延長保溫(wen)時間的(de)原因。




二、馬氏體不銹(xiu)鋼的回火脆性


 1. 回火脆(cui)性(xing)分類


  鋼(gang)的(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)是指某(mou)些(xie)淬火(huo)(huo)(huo)鋼(gang)在某(mou)一溫度區間回(hui)火(huo)(huo)(huo)時,沖擊韌性(xing)(xing)(xing)(xing)下降(jiang)、脆性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)的(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing)。在250~400℃溫度區間產(chan)(chan)生的(de)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)稱第一類回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing),由于產(chan)(chan)生的(de)溫度較低,又(you)稱低溫回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing),這種回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)產(chan)(chan)生后(hou),可以用更(geng)高溫度的(de)加(jia)熱消(xiao)除,之后(hou),再在脆性(xing)(xing)(xing)(xing)產(chan)(chan)生溫區回(hui)火(huo)(huo)(huo)時將不再產(chan)(chan)生脆性(xing)(xing)(xing)(xing),所以,也(ye)稱不可逆回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)。大多數(shu)鋼(gang)都有第一類回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing):


  在(zai)450~700℃溫度區間(jian)產生(sheng)的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)稱第二類回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),由于產生(sheng)的(de)溫度較高(gao),又(you)稱高(gao)溫回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),這種脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)產生(sheng)后,可以(yi)通過高(gao)于脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化溫度加熱后快(kuai)冷(leng)予以(yi)消除,但消除后如果再次在(zai)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化溫度加熱緩冷(leng),則(ze)又(you)重復(fu)產生(sheng)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),所(suo)以(yi),也稱可逆(ni)回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)。


 第二(er)類回火脆(cui)性(xing)多(duo)產(chan)生于鉻一錳、鉻-鎳等合金鋼中,因為許多(duo)工程零件需(xu)要在高溫回火后使用,回火溫度(du)可能重(zhong)合于脆(cui)化溫度(du),所以,人們對第二(er)類回火脆(cui)性(xing)更(geng)重(zhong)視(shi),研究(jiu)也比較深入。


 2. 回火(huo)脆性產生的原(yuan)因


 關(guan)于回火脆性的產生原(yuan)因和(he)本質(zhi),雖有大量(liang)的研究(jiu),但(dan)仍(reng)未有統(tong)一的意見,存在(zai)不同的假說和(he)理論。


①. 析出理論


 淬火(huo)鋼(gang)(gang)回(hui)火(huo)時,淬火(huo)馬(ma)氏體中(zhong)(zhong)過飽和的(de)(de)碳(tan)優先,以(yi)晶間斷裂為(wei)主要(yao)特征的(de)(de)事實來證明。還(huan)有(you)的(de)(de)研究者(zhe)認為(wei)是鋼(gang)(gang)回(hui)火(huo)時,在(zai)(zai)某一溫(wen)度條件下(xia),各(ge)種組(zu)約(yue)在(zai)(zai)固溶體中(zhong)(zhong)的(de)(de)溶解的(de)(de)回(hui)冷卻時被(bei)溶物從固溶體中(zhong)(zhong)析出,并(bing)以(yi)不(bu)(bu)(bu)利(li)于韌(ren)性的(de)(de)狀態(tai)分布。反之,快診(zhen)求(qiu)它(ta)們(men)被(bei)保留(liu)在(zai)(zai)固并(bing)以(yi)不(bu)(bu)(bu)利(li)的(de)(de)韌(ren)性無測顯(xian)影響。但用析出物來解釋回(hui)火(huo)脆性的(de)(de)常不(bu)(bu)(bu)中(zhong)(zhong),不(bu)(bu)(bu)修充分,因(yin)為(wei)在(zai)(zai)產生脆性的(de)(de)溫(wen)度與室溫(wen)時相比,碳(tan)等理由仍并(bing)解度沒有(you)很大(da)區(qu)別,另(ling)外,脆性及(ji)脆化程(cheng)度并(bing)不(bu)(bu)(bu)與回(hui)火(huo)溫(wen)度成比例。


②. 碳(tan)化物(wu)轉變理(li)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(si)乎告(gao)訴我們回(hui)火脆性與(yu)回(hui)火加(jia)熱、保(bao)溫溫度有關,但事(shi)實是回(hui)火脆性恰(qia)恰(qia)與(yu)冷卻(que)方式有關。


③. 殘留奧氏體(ti)轉變理論


  鋼(gang)在(zai)加(jia)熱(re)(re)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)化時(shi),由(you)于擴散的作(zuo)用,碳(tan)和合金(jin)元素聚集在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶界(jie)(jie)(jie)處,引(yin)(yin)起(qi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶內與晶界(jie)(jie)(jie)處成分(fen)不(bu)均勻。淬(cui)火冷(leng)卻(que)后,晶內組織發(fa)生了(le)(le)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變,晶界(jie)(jie)(jie)處因含有較高的碳(tan)和合金(jin)元素,呈(cheng)薄膜狀的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)較穩(wen)定(ding),沒發(fa)生轉變而保留下來(lai)。在(zai)回火加(jia)熱(re)(re)時(shi),由(you)于碳(tan)和合金(jin)元素的析出(chu)降低(di)了(le)(le)其穩(wen)定(ding)性,在(zai)回火冷(leng)卻(que)時(shi),發(fa)生了(le)(le)馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)變,從而引(yin)(yin)起(qi)脆性。


  但(dan)是,這一理(li)論(lun)與(yu)回火后緩慢(man)冷(leng)卻有(you)脆(cui)性,快速冷(leng)卻則(ze)無(wu)脆(cui)性的事實相矛盾,并且不能解釋回火脆(cui)性可(ke)逆(ni)性的特征。


④. 雜質元(yuan)素晶界(jie)偏析理(li)論。


 當(dang)鋼中含(han)(han)有低熔(rong)點(dian)的(de)(de)(de)銻、磷、錫等(deng)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素(su)(su)時(shi)(shi),在鋼加熱過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中,它們溶于固溶體(ti)內,使(shi)鐵的(de)(de)(de)晶(jing)格產生彈(dan)性畸(ji)變和系(xi)統(tong)能量增高,晶(jing)界處(chu)由于缺陷較多(duo),在一定(ding)條件(jian)下,雜(za)(za)質(zhi)(zhi)會自(zi)發地向(xiang)晶(jing)界區偏聚(ju)。另外,在回(hui)(hui)火過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中,蕨化(hua)物沉淀析出(chu)(chu)時(shi)(shi),雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素(su)(su)會被排斥在碳化(hua)物之外,促使(shi)基體(ti)利碳化(hua)物界面附近的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素(su)(su)濃度(du)(du)增加。雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素(su)(su)的(de)(de)(de)這種(zhong)不規則的(de)(de)(de)濃集(ji)層(ceng)降低了晶(jing)面間的(de)(de)(de)結合(he)(he)力,為裂(lie)紋提供(gong)了成(cheng)核和擴展的(de)(de)(de)機會,持這種(zhong)觀點(dian)的(de)(de)(de)研究者還指(zhi)出(chu)(chu),當(dang)鋼中含(han)(han)有鉻、鎳(nie)等(deng)元素(su)(su)時(shi)(shi),由于在奧氏(shi)體(ti)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中也會產生一定(ding)程(cheng)(cheng)度(du)(du)的(de)(de)(de)偏聚(ju),而合(he)(he)金(jin)元素(su)(su)和雜(za)(za)質(zhi)(zhi)之間存(cun)在化(hua)學(xue)親合(he)(he)力,又加強了雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素(su)(su)的(de)(de)(de)偏聚(ju)程(cheng)(cheng)度(du)(du),所以(yi),含(han)(han)鉻、鎳(nie)等(deng)元素(su)(su)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)鋼的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火脆性更(geng)明顯一些。


 但是,這個理論也沒能解釋清楚回(hui)火脆性和回(hui)火冷卻速度有(you)密切關系的原因。


 總之(zhi),關(guan)于鋼(gang)的回火脆性的實質還是一個需要(yao)繼續深入探討的課題(ti)。雖然,目前還缺少一個最完善的理(li)論來解釋(shi)鋼(gang)的回火脆性。但(dan)在某些方(fang)面還是有相似(si)觀點的。


 ①. 沖擊斷裂基本上(shang)是(shi)沿晶界發生的。可以認為回火脆性是(shi)晶界轉變的結果。


 ②. 第二類回火(huo)脆性是(shi)可逆的(de)。可以認為回火(huo)脆性應該與某些析(xi)出物的(de)溶解、析(xi)出過(guo)程有關。


 ③. 第二類回(hui)(hui)火(huo)脆性的產生(sheng)與回(hui)(hui)火(huo)冷(leng)(leng)卻速度相關(guan),可以認為回(hui)(hui)火(huo)脆性與回(hui)(hui)火(huo)冷(leng)(leng)卻過程中是否有析出物有關(guan)。


 3. 鋼(gang)的回火脆性的判斷和評價


 第(di)二類回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)的(de)產(chan)生與回(hui)(hui)(hui)火(huo)冷(leng)卻速度(du)(du)有(you)關,所以,一般用鋼在回(hui)(hui)(hui)火(huo)快(kuai)冷(leng)和緩冷(leng)后所測到的(de)沖擊值的(de)比值來(lai)評價其是否有(you)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)及其嚴(yan)重(zhong)(zhong)程(cheng)度(du)(du)。如某材料的(de)兩組沖擊試樣,保(bao)證(zheng)在其他(ta)條件相同的(de)條件下,一組回(hui)(hui)(hui)火(huo)采(cai)用快(kuai)冷(leng),另一組采(cai)用緩慢冷(leng)卻,若快(kuai)冷(leng)樣沖擊功為90J,緩慢冷(leng)卻樣沖擊功為60J,則(ze)Δ=90/60=1.5,稱Δ為回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)敏(min)感系(xi)數。一般當Δ>1,即認為有(you)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)傾向,Δ值越大,說明該材料在回(hui)(hui)(hui)火(huo)溫度(du)(du)下的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)越嚴(yan)重(zhong)(zhong)。


 這種(zhong)評價(jia)回火脆(cui)性的方(fang)法,一般能滿(man)足常規條件下工作零件對韌(ren)性的需要,在一些特殊環境和條件下工作零件,對材(cai)料(liao)韌(ren)性及韌(ren)性變(bian)化有特別要求時,還應該采用更(geng)嚴格的評價(jia)方(fang)法。如測(ce)定材(cai)料(liao)的冷脆(cui)性轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du),或(huo)測(ce)定材(cai)料(liao)不同回火冷卻方(fang)式對冷脆(cui)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)提高(gao)程度(du)的影(ying)響等。當然,這些測(ce)試和評價(jia)更(geng)復雜,成本更(geng)高(gao)。


 4. 合金(jin)元素對回火(huo)脆性的影響


  一(yi)般認(ren)為碳鋼(gang)是對回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)敏感的(de)(de)鋼(gang),合金元(yuan)素(su)(su)對回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)有(you)不(bu)(bu)同(tong)程度的(de)(de)影(ying)響(xiang),而且還與其(qi)含(han)量、與碳及其(qi)他合金元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)配(pei)比有(you)關。合金元(yuan)素(su)(su)對回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)影(ying)響(xiang)可大(da)(da)致分為以下情況。增大(da)(da)回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)有(you)錳硅、鉻、釩、磷(lin)、氫、硼等(deng);減小回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)有(you)鉬、鎢等(deng);對回火脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)影(ying)響(xiang)不(bu)(bu)明顯的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)有(you)鈦、鈮(ni)、鋯等(deng);銅、鎳等(deng)元(yuan)素(su)(su)單獨影(ying)響(xiang)作用不(bu)(bu)大(da)(da)。


 在馬氏體不銹鋼中的主要合金元素(su)對(dui)回火(huo)脆性(xing)傾(qing)向影響情況如下:


 ①. 鉻:對回火脆(cui)性有影響,且隨鉻含(han)量的增加(jia)而(er)增加(jia)。當鋼中還有鎳(nie)、錳(meng)、磷元素時,影響更大。


 ②. 鎳(nie):鎳(nie)元素本身對(dui)回火脆性影響不(bu)明(ming)顯,但(dan)與鉻、錳、磷等(deng)元素在(zai)一起時,則產生回火脆性。


 ③. 釩:增大回火(huo)脆性(xing)(xing)。但加(jia)釩的(de)鋼提高(gao)了抗回火(huo)穩定性(xing)(xing),-般采用更高(gao)的(de)溫度回火(huo),可能遠離鋼的(de)回火(huo)脆性(xing)(xing)溫度區間,所以,實(shi)用上(shang)對回火(huo)脆性(xing)(xing)反映不很(hen)明顯。


 ④. 鉬(mu):有(you)(you)人認為鉬(mu)本身對回火(huo)(huo)脆(cui)性有(you)(you)影響,但適當地加入有(you)(you)回火(huo)(huo)脆(cui)性的鉻(ge)鋼(gang)(gang)、鉻(ge)-鎳鋼(gang)(gang)、鎳-錳(meng)鋼(gang)(gang)、鉻(ge)-錳(meng)鋼(gang)(gang)中,反而會減小和消除(chu)鋼(gang)(gang)的回火(huo)(huo)脆(cui)性。但也有(you)(you)資(zi)料(liao)報(bao)道,在某(mou)些鋼(gang)(gang)中,當鉬(mu)含(han)量(liang)超過一定量(liang)時,反而增大(da)了(le)回火(huo)(huo)脆(cui)性。


 在(zai)馬氏體類不銹鋼中(zhong),一般認為都有(you)回火(huo)脆(cui)性傾向(xiang)(xiang),其中(zhong),2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等有(you)明顯的回火(huo)脆(cui)性傾向(xiang)(xiang)。


5. 減小(xiao)和消(xiao)除回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的(de)方法


  鋼(gang)的回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing),特別是第二類(lei)回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)給許(xu)多材料(liao)在(zai)使用中(zhong)帶來危害,應引起注意。在(zai)減小(xiao)或消除(chu)鋼(gang)的回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)方(fang)(fang)面(mian),人們做(zuo)了(le)大量(liang)工作(zuo),并積累(lei)了(le)一(yi)些經驗。在(zai)工程(cheng)實用上可(ke)采(cai)取的手段:一(yi)方(fang)(fang)面(mian)從(cong)控制化學成分入手,另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是從(cong)改(gai)善(shan)回(hui)火(huo)冷卻方(fang)(fang)法上做(zuo)工作(zuo)。


 屬于化學成分(fen)方面(mian)的(de)(de)(de)措(cuo)施(shi),包括合理設計鋼的(de)(de)(de)成分(fen),控制(zhi)引起回火脆(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)合金元素的(de)(de)(de)含量(liang)和(he)配比,或者合理加(jia)入減小回火脆(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)合金元素,如鉬、鎢等。再就是(shi)提高鋼的(de)(de)(de)純度(du),減少雜(za)質和(he)低(di)熔(rong)點元素。


 在(zai)(zai)熱處(chu)理方(fang)法上,最簡單可行的(de)(de)(de)是用(yong)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)快冷(leng)方(fang)法。為減(jian)少因回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)快冷(leng)產生(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)力,對于大(da)型工件或要求嚴(yan)格控制殘留(liu)應(ying)力的(de)(de)(de)工件,可在(zai)(zai)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)快冷(leng)后,再(zai)采(cai)用(yong)一(yi)次低于產生(sheng)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)脆性(xing)溫(wen)(wen)度下的(de)(de)(de)去(qu)應(ying)力回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。也有的(de)(de)(de)采(cai)用(yong)兩(liang)段回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷(leng)卻方(fang)法,即回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)保溫(wen)(wen)后,先(xian)快速冷(leng)卻至產生(sheng)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)脆性(xing)溫(wen)(wen)度以下的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度,再(zai)入爐繼續以緩慢方(fang)式冷(leng)卻。當(dang)然,這在(zai)(zai)實際操作上不易準確控制分段的(de)(de)(de)時機。


 對某些(xie)成分的(de)鋼(gang),可以降低淬(cui)火加熱溫度減(jian)輕回火脆性。現(xian)在(zai),我們(men)可以概括地總結一下:馬氏體(ti)不銹鋼(gang)中,由于(yu)含有13%左(zuo)右的(de)鉻及其他合金元(yuan)素,使其在(zai)加熱奧氏體(ti)化、冷卻發生組織(zhi)轉變及淬(cui)火后回火過(guo)程(cheng)中具(ju)有了與碳(tan)鋼(gang)不同的(de)特征。


(1) 狀態圖有了(le)改(gai)變(bian),縮小了(le)γ相區。


(2) 改變了共(gong)析溫(wen)度和(he)共(gong)析碳含量,降低了馬氏體轉變溫(wen)度。


(3) 鋼在加(jia)熱奧(ao)氏(shi)體化時,應提(ti)高(gao)加(jia)熱保溫(wen)溫(wen)度和延長(chang)保溫(wen)時間。


(4) 奧氏(shi)體穩定程(cheng)度提高了,可以(yi)采用較(jiao)緩慢的淬(cui)火冷卻方式(shi),充(chong)分獲得(de)馬(ma)氏(shi)體組織,提高了鋼的淬(cui)透(tou)性。


(5) 增加了淬火(huo)組織(zhi)中的殘(can)留奧氏(shi)體量。


(6) 與(yu)碳鋼(gang)相(xiang)(xiang)比,在獲得(de)相(xiang)(xiang)同硬度(du)(du)(du)和強度(du)(du)(du)的情況下(xia),需(xu)提高(gao)回火(huo)溫度(du)(du)(du),延長回火(huo)保溫時間。


(7) 增(zeng)加了(le)鋼(gang)(gang)的回(hui)火(huo)(huo)脆性傾向,必要時采用快冷,以減少鋼(gang)(gang)的回(hui)火(huo)(huo)脆性。