眾所周知,淬火(huo)鋼不能直接應用于工程,必須經(jing)過回火(huo)才可使用。


一(yi)、馬氏體不銹鋼的回(hui)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. 淬火馬氏(shi)體的分解階段(第(di)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(you)更進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)研究認為,在馬(ma)氏體(ti)分(fen)解并析(xi)出碳(tan)(tan)化物之前,馬(ma)氏體(ti)中過(guo)飽和的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)原(yuan)子(zi)已經有(you)一(yi)(yi)個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)過(guo)程(還不是析(xi)出),碳(tan)(tan)原(yuan)子(zi)形成十分(fen)細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)聚(ju)團(tuan)(tuan)。對于較高含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)鋼,這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)團(tuan)(tuan)向馬(ma)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)孿晶界面偏(pian)(pian)聚(ju)。而在較低含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)鋼中,這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)團(tuan)(tuan)向馬(ma)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)位錯線附近的(de)(de)(de)(de)條片界面上偏(pian)(pian)聚(ju)。有(you)的(de)(de)(de)(de)資(zi)料將這(zhe)個(ge)碳(tan)(tan)原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)聚(ju)過(guo)程稱為馬(ma)氏體(ti)回(hui)火(huo)的(de)(de)(de)(de)準(zhun)備階段。


 在馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong),雖然(ran)有鉻(ge)的(de)存在,但由(you)于這(zhe)個階段的(de)溫(wen)度較低,所(suo)以(yi),鉻(ge)不(bu)會對(dui)于這(zhe)個階段產生(sheng)明(ming)顯的(de)影響(xiang)。


 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(zhe)個階段轉變后(hou),經低(di)溫回火(huo)的馬(ma)氏體性能略有改變,并(bing)有以下特點。


 ①. 和(he)淬火狀態的(de)馬氏體(ti)相同,低(di)溫回火馬氏體(ti)的(de)強(qiang)度主(zhu)要(yao)由(you)鋼的(de)含(han)碳量(liang)來決(jue)定(ding)。合(he)金(jin)元素對(dui)提高回火馬氏體(ti)強(qiang)度的(de)作用(yong)很小。


 ②. 含(han)碳量大(da)于(yu)0.3%的(de)馬氏(shi)體(ti)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火時,基體(ti)中的(de)固溶成(cheng)會(hui)由于(yu)碳的(de)析出而下降,降至0.2%~0.3%范圍之內,由碳過飽和(he)固溶所(suo)引起的(de)晶格畸變(bian)(bian)大(da)部分會(hui)消(xiao)除。雖然碳量的(de)變(bian)(bian)化(hua)仍會(hui)影(ying)(ying)響馬氏(shi)體(ti)的(de)強(qiang)(qiang)度,但(dan)碳對(dui)(dui)淬火馬氏(shi)體(ti)是以(yi)(yi)固溶強(qiang)(qiang)化(hua)方式(shi)產生影(ying)(ying)響的(de),而對(dui)(dui)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火馬氏(shi)體(ti)則是以(yi)(yi)析出碳化(hua)物數量為主(zhu)要影(ying)(ying)響方式(shi)。所(suo)以(yi)(yi),鋼(gang)碳含(han)量的(de)增加對(dui)(dui)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火馬氏(shi)體(ti)強(qiang)(qiang)度的(de)影(ying)(ying)響不如對(dui)(dui)淬火馬氏(shi)體(ti)的(de)影(ying)(ying)響大(da)。


 ③. 合金(jin)元素雖(sui)對回火(huo)馬氏體(ti)的強度影(ying)響(xiang)不大,卻能明顯影(ying)響(xiang)它的韌性。低溫回火(huo)時,等(deng)強度的合金(jin)鋼沖(chong)擊(ji)值可比碳鋼高幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉變階段(duan)(第Ⅱ階段(duan))


  在回火230~280℃溫度(du)范圍(wei)內(nei),馬(ma)氏體(ti)分(fen)解還(huan)在進行,馬(ma)氏體(ti)內(nei)的(de)(de)含碳量繼續(xu)降低(di),與(yu)此同時,還(huan)發生(sheng)殘(can)留(liu)奧氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian),即殘(can)留(liu)奧氏體(ti)的(de)(de)分(fen)解,分(fen)解產物(wu)為(wei)低(di)碳的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)和(he)ε型(xing)碳化物(wu)。回火時殘(can)留(liu)奧氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)與(yu)過冷奧氏體(ti)在這一溫度(du)范圍(wei)的(de)(de)分(fen)解情況相似,即以(yi)類似于(yu)貝氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)方式(shi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。


 殘留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中的含(han)碳量對這個階段(duan)的轉(zhuan)變(bian)沒有大的影響,合金元素,特(te)別是鉻會提高殘留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度范圍,并(bing)可抑制殘留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)變(bian)。


 由于殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體的分解(jie)產物是(shi)低碳馬氏(shi)(shi)體和ε型(xing)碳化(hua)(hua)物(或分解(jie)成下貝氏(shi)(shi)體),所以,對鋼會有強化(hua)(hua)作用,出現明顯的硬化(hua)(hua)現象。


 3. χ、θ碳(tan)化物(wu)的形(xing)成(cheng)階段(第Ⅲ階段)


   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)這(zhe)(zhe)個溫度區間回火(huo),由于(yu)馬氏體(ti)中碳的(de)(de)(de)繼續析出,晶格畸變(bian)基本消除,,析出的(de)(de)(de)碳化(hua)物質點有聚合傾向,組織中的(de)(de)(de)位(wei)錯密度減少(shao),李晶界消除,這(zhe)(zhe)一系(xi)列變(bian)化(hua),使鋼的(de)(de)(de)硬(ying)度和(he)強度有所下降,但(dan)在(zai)這(zhe)(zhe)個階(jie)段,有些鋼會(hui)產(chan)生脆性,即第一類回火(huo)脆性。在(zai)馬氏體(ti)不銹鋼中,由于(yu)鉻元(yuan)素的(de)(de)(de)存在(zai),對碳化(hua)物的(de)(de)(de)形成會(hui)起(qi)到阻礙作用。


 4. 碳化物的集聚長大(da)階(jie)段(第Ⅳ階(jie)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(ji)上,在第皿階段后期,大(da)(da)約(yue)從300℃開始(shi),碳化物(wu)開始(shi)集聚、長大(da)(da)。400℃以上,這個過程更明顯了。


  電子(zi)顯微鏡分析表(biao)明:在較低溫(wen)度(du)下回火(huo)(huo)時形(xing)成的碳化(hua)(hua)(hua)物呈圓片狀,隨回火(huo)(huo)溫(wen)度(du)的提高逐漸粗(cu)化(hua)(hua)(hua),最后變成球狀。在550℃以(yi)上,獲得顆粒狀碳化(hua)(hua)(hua)物,再提高回火(huo)(huo)溫(wen)度(du),碳化(hua)(hua)(hua)物顆粒粗(cu)化(hua)(hua)(hua)、變大(da)。在碳化(hua)(hua)(hua)物集聚、長大(da)的過程中,發生了碳及合金(jin)元素(su)的擴散。


  鋼中的(de)合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)在這一階段發揮(hui)了明(ming)顯的(de)作(zuo)用(yong),因為溫(wen)度較高,合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)已經有能(neng)力(li)進(jin)行擴散和(he)移動。所以,合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)在鐵素(su)體和(he)碳(tan)化(hua)物之間進(jin)行重(zhong)新(xin)分(fen)配。


  由于碳從鐵(tie)素體中充分析出(chu)及碳化(hua)物(wu)的集聚長大,鋼(gang)(gang)的硬(ying)度(du)和(he)強(qiang)度(du)下降,而(er)塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)上升,使鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的綜合(he)性(xing)(xing)能。但有(you)些合(he)金鋼(gang)(gang)在這個溫(wen)度(du)區間回(hui)(hui)火(huo)時,會產生(sheng)第二類回(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)(xing)。


  馬氏體不銹(xiu)鋼中(zhong)含有較高的(de)(de)鉻,并在淬火鋼回(hui)火過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)各個階段產生不同程(cheng)度的(de)(de)作用。


  鉻是(shi)強(qiang)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)形成元素,會增加碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)原子間的(de)(de)結合力,使碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)細(xi)小顆粒(li)的(de)(de)溶解難以(yi)進行,所以(yi),會阻礙較大碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)顆粒(li)的(de)(de)長(chang)大、集(ji)聚,也就會使回火鋼因(yin)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)集(ji)聚長(chang)大而引起(qi)的(de)(de)硬度下降作(zuo)用(yong)減弱。


  另外(wai),在較(jiao)高(gao)溫度(du)回火時,由于含鉻的特殊碳化(hua)物的彌(mi)散析出(chu),使回火鋼的硬度(du)產生回升現象。


  有的資(zi)料顯(xian)示,含鉻12%的馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在450℃左右回火時(shi),會(hui)出(chu)現(xian)硬度最(zui)高點(dian),并認為(wei),這除了鉻阻(zu)礙碳(tan)化物(wu)長大和特殊碳(tan)化物(wu)彌(mi)散(san)析出(chu)的原因外,還(huan)可能與殘留奧氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)成回火馬氏(shi)體有關。


 綜上所述,鉻(ge)在馬氏(shi)體不銹鋼回(hui)火(huo)轉(zhuan)變(bian)過程中、發揮阻礙(ai)回(hui)火(huo)續變(bian)的作用。這就是為(wei)什么要獲得(de)與(yu)碳(tan)含量相同的碳(tan)鋼同樣硬度和強度時(shi),必須提高回(hui)火(huo)溫度和延長(chang)保溫時(shi)間的原因。




二、馬(ma)氏體(ti)不銹鋼的回火(huo)脆(cui)性


 1. 回火脆性分類(lei)


  鋼(gang)的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)是指(zhi)某些(xie)淬火(huo)鋼(gang)在(zai)某一溫(wen)度區(qu)間回(hui)(hui)火(huo)時,沖擊韌性(xing)(xing)(xing)下(xia)降、脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)增(zeng)加的(de)特性(xing)(xing)(xing)。在(zai)250~400℃溫(wen)度區(qu)間產生(sheng)的(de)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)稱(cheng)第一類(lei)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),由于產生(sheng)的(de)溫(wen)度較低(di),又(you)稱(cheng)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),這種回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)產生(sheng)后,可以用更高(gao)溫(wen)度的(de)加熱消除,之(zhi)后,再在(zai)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)產生(sheng)溫(wen)區(qu)回(hui)(hui)火(huo)時將(jiang)不(bu)再產生(sheng)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),所(suo)以,也(ye)稱(cheng)不(bu)可逆回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)。大多數鋼(gang)都(dou)有第一類(lei)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing):


  在(zai)450~700℃溫度(du)區(qu)間產(chan)(chan)(chan)生的脆(cui)(cui)性(xing)稱第二類回火脆(cui)(cui)性(xing),由于產(chan)(chan)(chan)生的溫度(du)較高(gao),又稱高(gao)溫回火脆(cui)(cui)性(xing),這種脆(cui)(cui)性(xing)產(chan)(chan)(chan)生后,可以通過高(gao)于脆(cui)(cui)化溫度(du)加熱后快冷予以消除,但消除后如果再次在(zai)脆(cui)(cui)化溫度(du)加熱緩冷,則又重復產(chan)(chan)(chan)生脆(cui)(cui)性(xing),所以,也稱可逆回火脆(cui)(cui)性(xing)。


 第二(er)(er)類(lei)回火脆(cui)性多產生于鉻一錳、鉻-鎳等合(he)金鋼中,因為許多工程(cheng)零件需(xu)要在高溫回火后(hou)使用,回火溫度可(ke)能重合(he)于脆(cui)化(hua)溫度,所以,人們對第二(er)(er)類(lei)回火脆(cui)性更重視(shi),研(yan)究也比較深入。


 2. 回火脆(cui)性產生(sheng)的(de)原因


 關于回火脆(cui)性(xing)的(de)產(chan)生原因和本質,雖有大量的(de)研究,但仍(reng)未有統一的(de)意見,存在不同的(de)假說(shuo)和理論。


①. 析出(chu)理論


 淬(cui)火(huo)鋼回(hui)火(huo)時(shi)(shi),淬(cui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)中過(guo)飽和的(de)(de)碳優(you)先,以(yi)晶間斷裂為(wei)主(zhu)要特(te)征的(de)(de)事(shi)實來(lai)證明(ming)。還有(you)的(de)(de)研究者認為(wei)是鋼回(hui)火(huo)時(shi)(shi),在(zai)某一溫度(du)(du)條件(jian)下,各(ge)種組(zu)約在(zai)固溶(rong)體(ti)中的(de)(de)溶(rong)解(jie)的(de)(de)回(hui)冷卻(que)時(shi)(shi)被溶(rong)物(wu)(wu)從固溶(rong)體(ti)中析(xi)出,并以(yi)不利于韌(ren)性的(de)(de)狀態分(fen)布。反之,快診求它們被保留(liu)在(zai)固并以(yi)不利的(de)(de)韌(ren)性無測(ce)顯影響(xiang)。但用(yong)析(xi)出物(wu)(wu)來(lai)解(jie)釋回(hui)火(huo)脆(cui)性的(de)(de)常(chang)不中,不修充分(fen),因為(wei)在(zai)產(chan)生脆(cui)性的(de)(de)溫度(du)(du)與室溫時(shi)(shi)相比,碳等理由仍并解(jie)度(du)(du)沒有(you)很大區(qu)別(bie),另外,脆(cui)性及脆(cui)化(hua)程(cheng)度(du)(du)并不與回(hui)火(huo)溫度(du)(du)成比例。


②. 碳化物轉(zhuan)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(ge)理(li)論似(si)乎(hu)告訴我(wo)們回火(huo)(huo)脆性與(yu)回火(huo)(huo)加熱、保溫(wen)溫(wen)度有關,但事實是回火(huo)(huo)脆性恰恰與(yu)冷(leng)卻(que)方式有關。


③. 殘留(liu)奧氏體轉變(bian)理論(lun)


  鋼在(zai)加熱(re)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)化時,由于(yu)擴散的(de)作(zuo)用(yong),碳(tan)和(he)合金元素(su)聚集在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)界處,引起奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)內與(yu)晶(jing)界處成(cheng)分(fen)不均勻。淬火冷(leng)卻后,晶(jing)內組織(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)了馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian),晶(jing)界處因含有較高的(de)碳(tan)和(he)合金元素(su),呈薄膜狀的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)較穩定,沒發(fa)(fa)生(sheng)轉變(bian)而保留(liu)下來。在(zai)回火加熱(re)時,由于(yu)碳(tan)和(he)合金元素(su)的(de)析出降低了其穩定性,在(zai)回火冷(leng)卻時,發(fa)(fa)生(sheng)了馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相變(bian),從(cong)而引起脆性。


  但是,這一理論(lun)與回(hui)火(huo)后(hou)緩慢冷卻有(you)脆(cui)性,快速冷卻則無脆(cui)性的(de)事實相矛盾,并且不能(neng)解釋回(hui)火(huo)脆(cui)性可逆性的(de)特征。


④. 雜質元(yuan)素(su)晶界偏析(xi)理論(lun)。


 當鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)低熔點的(de)(de)(de)銻(ti)、磷、錫等雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)時,在(zai)(zai)鋼(gang)加(jia)熱過程中(zhong)(zhong)(zhong),它們溶(rong)于(yu)固溶(rong)體內,使鐵(tie)的(de)(de)(de)晶格產生彈性畸(ji)變和系統(tong)能量(liang)增高,晶界處由(you)于(yu)缺(que)陷較多,在(zai)(zai)一定條件下,雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)會自(zi)發(fa)地向晶界區偏(pian)聚。另外,在(zai)(zai)回火(huo)過程中(zhong)(zhong)(zhong),蕨化(hua)物沉淀析出時,雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)會被排斥(chi)在(zai)(zai)碳化(hua)物之外,促使基體利碳化(hua)物界面附近的(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)濃(nong)度(du)增加(jia)。雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)這種不規則的(de)(de)(de)濃(nong)集層降低了晶面間的(de)(de)(de)結合(he)力(li),為(wei)裂(lie)紋提供了成核和擴展(zhan)的(de)(de)(de)機會,持這種觀(guan)點的(de)(de)(de)研究者還指出,當鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)鉻、鎳(nie)等元(yuan)素(su)時,由(you)于(yu)在(zai)(zai)奧氏體化(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)也會產生一定程度(du)的(de)(de)(de)偏(pian)聚,而(er)合(he)金(jin)元(yuan)素(su)和雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之間存在(zai)(zai)化(hua)學親合(he)力(li),又加(jia)強了雜(za)(za)(za)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)偏(pian)聚程度(du),所(suo)以,含(han)鉻、鎳(nie)等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)鋼(gang)的(de)(de)(de)回火(huo)脆(cui)性更明顯一些(xie)。


 但(dan)是,這個理論也(ye)沒(mei)能(neng)解釋清楚回(hui)火脆性和回(hui)火冷卻速度(du)有密切關系的原因。


 總之,關于鋼(gang)的回(hui)火脆性(xing)的實(shi)質還(huan)是一個(ge)需要(yao)繼續深入探(tan)討的課題。雖然,目前還(huan)缺少一個(ge)最完善的理論來解(jie)釋鋼(gang)的回(hui)火脆性(xing)。但在(zai)某些方面還(huan)是有相(xiang)似觀點的。


 ①. 沖擊斷裂(lie)基本上是沿晶界發生(sheng)的。可以認為回(hui)火脆性(xing)是晶界轉變(bian)的結(jie)果。


 ②. 第二(er)類(lei)回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)是可(ke)(ke)逆的。可(ke)(ke)以認為回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)應該與某些析出物的溶解、析出過程(cheng)有關。


 ③. 第二類回火(huo)脆性的產生與(yu)回火(huo)冷卻(que)速度相關,可以認為回火(huo)脆性與(yu)回火(huo)冷卻(que)過程(cheng)中是否有析出物(wu)有關。


 3. 鋼的回火脆性的判斷(duan)和評價


 第二類回(hui)(hui)(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)的產生(sheng)與回(hui)(hui)(hui)(hui)火冷(leng)(leng)卻速(su)度(du)(du)有(you)關,所(suo)以,一(yi)般(ban)用鋼在回(hui)(hui)(hui)(hui)火快冷(leng)(leng)和緩(huan)冷(leng)(leng)后所(suo)測(ce)到的沖(chong)(chong)擊(ji)值的比值來(lai)評(ping)價其是否有(you)回(hui)(hui)(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)及其嚴重(zhong)程度(du)(du)。如某材料(liao)的兩組(zu)(zu)沖(chong)(chong)擊(ji)試樣,保證在其他條件相同的條件下,一(yi)組(zu)(zu)回(hui)(hui)(hui)(hui)火采(cai)用快冷(leng)(leng),另一(yi)組(zu)(zu)采(cai)用緩(huan)慢(man)冷(leng)(leng)卻,若快冷(leng)(leng)樣沖(chong)(chong)擊(ji)功(gong)為90J,緩(huan)慢(man)冷(leng)(leng)卻樣沖(chong)(chong)擊(ji)功(gong)為60J,則Δ=90/60=1.5,稱Δ為回(hui)(hui)(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)敏感系數。一(yi)般(ban)當Δ>1,即認(ren)為有(you)回(hui)(hui)(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)傾向,Δ值越大,說明該材料(liao)在回(hui)(hui)(hui)(hui)火溫(wen)度(du)(du)下的回(hui)(hui)(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)越嚴重(zhong)。


 這(zhe)種評價回火脆性(xing)的(de)方(fang)法(fa),一(yi)般能滿足常(chang)規條件(jian)下工(gong)作零(ling)件(jian)對韌性(xing)的(de)需要,在一(yi)些(xie)特殊環境和條件(jian)下工(gong)作零(ling)件(jian),對材料韌性(xing)及韌性(xing)變化有(you)特別(bie)要求時,還應該采用更(geng)嚴格的(de)評價方(fang)法(fa)。如測定材料的(de)冷脆性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變溫度,或測定材料不(bu)同回火冷卻方(fang)式對冷脆轉(zhuan)(zhuan)變溫度提(ti)高程(cheng)度的(de)影(ying)響等。當然(ran),這(zhe)些(xie)測試和評價更(geng)復(fu)雜(za),成本更(geng)高。


 4. 合金元素對(dui)回火脆性的影響


  一般認為碳鋼是(shi)對回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)不敏感(gan)的鋼,合金元(yuan)(yuan)素對回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)有(you)(you)(you)不同程度的影(ying)響,而且還(huan)與(yu)其含量、與(yu)碳及(ji)其他(ta)合金元(yuan)(yuan)素的配比(bi)有(you)(you)(you)關。合金元(yuan)(yuan)素對回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)的影(ying)響可(ke)大(da)(da)致分為以(yi)下情況。增大(da)(da)回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)的元(yuan)(yuan)素有(you)(you)(you)錳硅、鉻(ge)、釩、磷、氫、硼等;減小回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)的元(yuan)(yuan)素有(you)(you)(you)鉬、鎢等;對回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)影(ying)響不明顯(xian)的元(yuan)(yuan)素有(you)(you)(you)鈦、鈮、鋯(gao)等;銅、鎳(nie)等元(yuan)(yuan)素單獨影(ying)響作用不大(da)(da)。


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


 ①. 鉻(ge):對回火脆性(xing)有影響,且隨鉻(ge)含量的增加而(er)增加。當(dang)鋼中還有鎳、錳、磷元(yuan)素時,影響更大。


 ②. 鎳(nie):鎳(nie)元(yuan)素本身對(dui)回火脆性(xing)影響不明顯(xian),但與鉻、錳、磷等元(yuan)素在一起時(shi),則(ze)產生回火脆性(xing)。


 ③. 釩:增大回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性。但加釩的(de)鋼提高(gao)了抗回(hui)火(huo)(huo)穩定性,-般采用更高(gao)的(de)溫(wen)度(du)回(hui)火(huo)(huo),可能(neng)遠離鋼的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性溫(wen)度(du)區間,所(suo)以,實(shi)用上對(dui)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性反映(ying)不(bu)很(hen)明顯(xian)。


 ④. 鉬:有(you)人認為鉬本(ben)身對(dui)回(hui)火(huo)(huo)脆性有(you)影響,但(dan)適(shi)當(dang)地(di)加入(ru)有(you)回(hui)火(huo)(huo)脆性的(de)鉻鋼(gang)(gang)、鉻-鎳鋼(gang)(gang)、鎳-錳鋼(gang)(gang)、鉻-錳鋼(gang)(gang)中,反而會減小和消除鋼(gang)(gang)的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性。但(dan)也有(you)資料報道,在某些鋼(gang)(gang)中,當(dang)鉬含量超過一定量時,反而增大了回(hui)火(huo)(huo)脆性。


 在(zai)馬(ma)氏體類(lei)不(bu)銹鋼(gang)中,一般認為都有回(hui)火脆(cui)性傾(qing)向,其中,2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等(deng)有明顯的回(hui)火脆(cui)性傾(qing)向。


5. 減小和消除回火脆(cui)性的方(fang)法


  鋼(gang)的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)(xing),特(te)別(bie)是第二(er)類回(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)(xing)給許多材料(liao)在使(shi)用(yong)中帶來危害,應引起注意。在減小或消除鋼(gang)的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)(xing)方面,人們(men)做(zuo)了大(da)量工(gong)作,并積累了一(yi)些經驗(yan)。在工(gong)程實用(yong)上可采取的(de)手(shou)(shou)段(duan):一(yi)方面從控(kong)制化學成(cheng)分入手(shou)(shou),另(ling)一(yi)方面是從改善回(hui)(hui)火(huo)冷卻(que)方法上做(zuo)工(gong)作。


 屬于化學成分方面(mian)的(de)措施,包括合理設計鋼的(de)成分,控制引起回火脆(cui)性(xing)的(de)合金(jin)元(yuan)素的(de)含量和(he)配比,或者合理加入(ru)減小回火脆(cui)性(xing)的(de)合金(jin)元(yuan)素,如(ru)鉬、鎢(wu)等。再就是(shi)提高鋼的(de)純度(du),減少雜(za)質和(he)低熔點元(yuan)素。


 在熱(re)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)上(shang),最簡單可行的(de)是(shi)用回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)快(kuai)冷方(fang)法(fa)。為減(jian)少因回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)快(kuai)冷產(chan)生(sheng)的(de)應力,對于(yu)大型工件或要求嚴格控制殘(can)留應力的(de)工件,可在回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)快(kuai)冷后(hou),再采(cai)(cai)用一次低于(yu)產(chan)生(sheng)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性溫(wen)度(du)下(xia)的(de)去應力回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)。也(ye)有的(de)采(cai)(cai)用兩段(duan)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)冷卻(que)方(fang)法(fa),即回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)保溫(wen)后(hou),先快(kuai)速冷卻(que)至產(chan)生(sheng)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性溫(wen)度(du)以(yi)下(xia)的(de)溫(wen)度(du),再入爐繼續以(yi)緩(huan)慢方(fang)式冷卻(que)。當然(ran),這在實(shi)際(ji)操作上(shang)不易準確控制分段(duan)的(de)時機(ji)。


 對某些成分的鋼,可以(yi)降低淬(cui)火(huo)加熱(re)溫度減輕回火(huo)脆性。現在,我(wo)們可以(yi)概括地(di)總結一下:馬氏體不銹鋼中,由(you)于含有(you)13%左右的鉻(ge)及(ji)其他合金元素,使其在加熱(re)奧氏體化、冷卻發生(sheng)組織轉變及(ji)淬(cui)火(huo)后回火(huo)過程中具有(you)了與碳鋼不同的特(te)征。


(1) 狀態(tai)圖有(you)了改變(bian),縮小了γ相區(qu)。


(2) 改變(bian)了共析(xi)溫(wen)度(du)和(he)共析(xi)碳含量,降低(di)了馬(ma)氏體轉變(bian)溫(wen)度(du)。


(3) 鋼在加熱奧氏體化時,應提(ti)高加熱保溫(wen)溫(wen)度(du)和延長保溫(wen)時間。


(4) 奧氏體(ti)穩定程(cheng)度提高(gao)了,可以采用較緩慢的淬火冷(leng)卻方式,充分獲得馬氏體(ti)組織,提高(gao)了鋼的淬透性。


(5) 增加了淬火組織中的殘留奧氏(shi)體量。


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


(7) 增加(jia)了鋼的回(hui)(hui)火脆性傾向,必要時(shi)采用快(kuai)冷,以減(jian)少鋼的回(hui)(hui)火脆性。