眾(zhong)所周(zhou)知,淬火鋼不能(neng)直(zhi)接(jie)應(ying)用于工程,必須經過回火才(cai)可使用。


一(yi)、馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的回火(huo)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. 淬火馬氏體(ti)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(jin)一步(bu)的(de)(de)研究認為,在(zai)馬氏(shi)(shi)體分(fen)解并析(xi)出(chu)碳(tan)化(hua)物之(zhi)前,馬氏(shi)(shi)體中(zhong)過(guo)飽和(he)的(de)(de)碳(tan)原子(zi)(zi)已經有一個偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)過(guo)程(cheng)(還不是析(xi)出(chu)),碳(tan)原子(zi)(zi)形(xing)成(cheng)十分(fen)細小的(de)(de)偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)團。對于較(jiao)高含碳(tan)量的(de)(de)鋼,這個偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)團向馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)孿晶界面(mian)偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)。而(er)在(zai)較(jiao)低含碳(tan)量的(de)(de)鋼中(zhong),這個偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)團向馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)位錯線附(fu)近的(de)(de)條片界面(mian)上偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)。有的(de)(de)資料將這個碳(tan)原子(zi)(zi)的(de)(de)偏(pian)聚(ju)(ju)(ju)(ju)過(guo)程(cheng)稱為馬氏(shi)(shi)體回(hui)火(huo)的(de)(de)準備階(jie)段。


 在馬(ma)氏體不銹鋼中,雖然有鉻的存在,但由于(yu)這(zhe)個(ge)階段的溫度較低,所以,鉻不會對于(yu)這(zhe)個(ge)階段產生明顯(xian)的影響。


 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。


 淬火鋼在完成這個(ge)階段轉變后,經(jing)低溫回火的馬氏體性能略有改(gai)變,并(bing)有以下特點。


 ①. 和淬火狀態(tai)的(de)馬(ma)氏體相同,低(di)溫回火馬(ma)氏體的(de)強(qiang)度(du)主要由(you)鋼的(de)含碳(tan)量(liang)來(lai)決定。合金元(yuan)素(su)對提高回火馬(ma)氏體強(qiang)度(du)的(de)作用很小(xiao)。


 ②. 含碳(tan)(tan)量(liang)大(da)于(yu)0.3%的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)低(di)溫回火(huo)時,基體(ti)(ti)中的(de)固(gu)溶成會由于(yu)碳(tan)(tan)的(de)析出而下降,降至(zhi)0.2%~0.3%范(fan)圍(wei)之內,由碳(tan)(tan)過(guo)飽和(he)固(gu)溶所(suo)引(yin)起的(de)晶格(ge)畸變大(da)部分會消除。雖然碳(tan)(tan)量(liang)的(de)變化(hua)仍會影響馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)強度,但碳(tan)(tan)對淬火(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)是以固(gu)溶強化(hua)方式產生(sheng)影響的(de),而對低(di)溫回火(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)則是以析出碳(tan)(tan)化(hua)物數量(liang)為主要影響方式。所(suo)以,鋼碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)增加對低(di)溫回火(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)強度的(de)影響不如對淬火(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)影響大(da)。


 ③. 合金元(yuan)素雖對回火馬氏體(ti)的強(qiang)(qiang)度影響不大(da),卻能明顯影響它的韌性(xing)。低溫回火時,等強(qiang)(qiang)度的合金鋼沖(chong)擊值可比碳鋼高幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉變階段(第(di)Ⅱ階段)


  在回火230~280℃溫度(du)范圍內(nei),馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)分解(jie)還在進行,馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)內(nei)的(de)(de)含碳(tan)(tan)量繼續降低(di)(di),與此同(tong)時,還發生(sheng)殘(can)留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian),即(ji)(ji)殘(can)留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)分解(jie),分解(jie)產物(wu)為低(di)(di)碳(tan)(tan)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和ε型碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)。回火時殘(can)留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)與過冷(leng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在這一溫度(du)范圍的(de)(de)分解(jie)情況相似,即(ji)(ji)以類似于貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)方式轉(zhuan)變(bian)。


 殘(can)留奧氏(shi)體(ti)中的含(han)碳量對這個(ge)階(jie)段的轉(zhuan)變沒有大的影響,合(he)金元素,特別是鉻會提(ti)高(gao)殘(can)留奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變溫度范圍,并(bing)可抑制殘(can)留奧氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)變。


 由于殘留(liu)奧氏體(ti)的分解產(chan)物(wu)是(shi)低(di)碳馬(ma)氏體(ti)和ε型碳化(hua)物(wu)(或分解成下貝氏體(ti)),所以,對鋼會有強化(hua)作(zuo)用,出現明(ming)顯的硬化(hua)現象。


 3. χ、θ碳化物(wu)的形(xing)成階(jie)段(duan)(第Ⅲ階(jie)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。


  在這個(ge)溫度區間回(hui)火,由于馬氏體(ti)中碳的繼(ji)續析(xi)出,晶格(ge)畸變基本(ben)消除,,析(xi)出的碳化(hua)(hua)物質點(dian)有(you)聚合(he)傾(qing)向,組(zu)織中的位錯密度減少,李(li)晶界(jie)消除,這一系列變化(hua)(hua),使鋼的硬(ying)度和(he)強(qiang)度有(you)所下(xia)降,但在這個(ge)階段,有(you)些鋼會(hui)產生脆(cui)性,即(ji)第(di)一類回(hui)火脆(cui)性。在馬氏體(ti)不銹鋼中,由于鉻元素的存在,對碳化(hua)(hua)物的形成會(hui)起(qi)到阻(zu)礙作(zuo)用。


 4. 碳化物(wu)的(de)集聚長大階(jie)(jie)段(duan)(第(di)Ⅳ階(jie)(jie)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(shi)際上(shang),在第皿(min)階段(duan)后期,大(da)約從300℃開始,碳化(hua)物開始集聚、長大(da)。400℃以上(shang),這個過(guo)程更明顯了。


  電子顯微鏡分析(xi)表明:在較低溫度下回(hui)(hui)火(huo)時形成的(de)(de)碳化物(wu)呈圓(yuan)片狀,隨(sui)回(hui)(hui)火(huo)溫度的(de)(de)提高逐漸粗(cu)化,最后變成球狀。在550℃以上,獲(huo)得顆粒(li)(li)狀碳化物(wu),再提高回(hui)(hui)火(huo)溫度,碳化物(wu)顆粒(li)(li)粗(cu)化、變大。在碳化物(wu)集聚、長大的(de)(de)過(guo)程中,發生了碳及合金(jin)元(yuan)素(su)的(de)(de)擴散。


  鋼(gang)中的合(he)金(jin)(jin)元素在這(zhe)一階段發揮了明顯(xian)的作用,因為(wei)溫度較高,合(he)金(jin)(jin)元素已(yi)經有(you)能(neng)力進(jin)行擴散和(he)移動(dong)。所以,合(he)金(jin)(jin)元素在鐵素體和(he)碳化(hua)物之間進(jin)行重新(xin)分配。


  由于碳從鐵素(su)體中充(chong)分析出及碳化物的(de)集聚長大,鋼的(de)硬度和(he)強度下降,而塑性(xing)和(he)韌性(xing)上升,使鋼具有優良的(de)綜合(he)性(xing)能。但有些合(he)金鋼在這個溫(wen)度區間回火(huo)時,會產生(sheng)第(di)二類回火(huo)脆性(xing)。


  馬氏(shi)體不(bu)銹鋼中含有(you)較高(gao)的(de)鉻,并在淬(cui)火鋼回火過(guo)程中的(de)各(ge)個階(jie)段產生不(bu)同(tong)程度的(de)作用。


  鉻是強碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物形成元(yuan)素,會(hui)增加(jia)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物原子間的結合(he)力,使(shi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物的細(xi)小(xiao)顆粒的溶解難以(yi)進行(xing),所以(yi),會(hui)阻(zu)礙較大碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物顆粒的長大、集(ji)聚,也就會(hui)使(shi)回火鋼因碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物集(ji)聚長大而引起的硬度(du)下降作用減(jian)弱。


  另外,在較高溫度回(hui)(hui)火(huo)時,由于含鉻的(de)特殊碳(tan)化(hua)物的(de)彌散(san)析出,使回(hui)(hui)火(huo)鋼的(de)硬度產生回(hui)(hui)升現(xian)象(xiang)。


  有的資(zi)料顯示(shi),含鉻12%的馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼在450℃左右回火時,會出(chu)現硬(ying)度最高(gao)點,并認為,這(zhe)除了鉻阻礙碳化物長大和(he)特殊碳化物彌散(san)析出(chu)的原因外(wai),還可能與殘留奧氏(shi)(shi)體轉變(bian)成回火馬氏(shi)(shi)體有關。


 綜上所(suo)述,鉻在馬氏體(ti)不銹鋼回火轉變(bian)過程中、發揮阻礙回火續變(bian)的作用。這就是為什么要獲得與碳含(han)量(liang)相同(tong)的碳鋼同(tong)樣硬(ying)度和(he)強度時,必須(xu)提(ti)高(gao)回火溫(wen)度和(he)延長(chang)保溫(wen)時間(jian)的原因。




二、馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼的回火(huo)脆性(xing)


 1. 回火(huo)脆性分(fen)類


  鋼(gang)的回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性是(shi)指(zhi)某些(xie)淬火(huo)(huo)鋼(gang)在(zai)(zai)某一(yi)(yi)溫(wen)度(du)區間回(hui)(hui)火(huo)(huo)時(shi),沖擊韌(ren)性下降、脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性增加的特性。在(zai)(zai)250~400℃溫(wen)度(du)區間產(chan)生的脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性稱(cheng)第一(yi)(yi)類回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性,由于產(chan)生的溫(wen)度(du)較低,又稱(cheng)低溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性,這種回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性產(chan)生后,可(ke)(ke)以用(yong)更高溫(wen)度(du)的加熱消除,之后,再在(zai)(zai)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性產(chan)生溫(wen)區回(hui)(hui)火(huo)(huo)時(shi)將不再產(chan)生脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性,所以,也稱(cheng)不可(ke)(ke)逆回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性。大多數鋼(gang)都有第一(yi)(yi)類回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性:


  在(zai)450~700℃溫度區(qu)間產(chan)生的脆(cui)性(xing)(xing)稱(cheng)第二類回火脆(cui)性(xing)(xing),由于(yu)(yu)產(chan)生的溫度較高,又稱(cheng)高溫回火脆(cui)性(xing)(xing),這種脆(cui)性(xing)(xing)產(chan)生后(hou)(hou),可以通過(guo)高于(yu)(yu)脆(cui)化(hua)溫度加(jia)熱后(hou)(hou)快(kuai)冷予以消除(chu),但消除(chu)后(hou)(hou)如果再次在(zai)脆(cui)化(hua)溫度加(jia)熱緩冷,則又重復產(chan)生脆(cui)性(xing)(xing),所(suo)以,也(ye)稱(cheng)可逆回火脆(cui)性(xing)(xing)。


 第二類(lei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性多產生于(yu)鉻一(yi)錳(meng)、鉻-鎳等合(he)金鋼中(zhong),因為許(xu)多工程零件(jian)需(xu)要在高溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)后使用(yong),回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)可(ke)能重合(he)于(yu)脆(cui)化溫(wen)度(du),所(suo)以,人們對(dui)第二類(lei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性更重視,研究也比較深入。


 2. 回火脆(cui)性產生的原因(yin)


 關于回火脆性的產(chan)生(sheng)原(yuan)因(yin)和本(ben)質,雖(sui)有(you)大量的研(yan)究,但仍未有(you)統一的意見(jian),存在不同的假說(shuo)和理論。


①. 析出理論


 淬火(huo)(huo)鋼回火(huo)(huo)時(shi)(shi),淬火(huo)(huo)馬氏體(ti)中(zhong)過飽和的(de)(de)(de)碳優先,以晶間(jian)斷裂(lie)為主要(yao)特(te)征的(de)(de)(de)事實來(lai)證明。還有(you)的(de)(de)(de)研究者認為是(shi)鋼回火(huo)(huo)時(shi)(shi),在(zai)(zai)某(mou)一溫(wen)度(du)(du)(du)條件下,各種組約在(zai)(zai)固溶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)溶解的(de)(de)(de)回冷卻時(shi)(shi)被溶物從固溶體(ti)中(zhong)析出,并(bing)以不利于(yu)韌性的(de)(de)(de)狀態(tai)分布。反之,快(kuai)診(zhen)求(qiu)它們被保留在(zai)(zai)固并(bing)以不利的(de)(de)(de)韌性無測顯影響(xiang)。但用析出物來(lai)解釋回火(huo)(huo)脆性的(de)(de)(de)常不中(zhong),不修充分,因(yin)為在(zai)(zai)產生脆性的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)與室溫(wen)時(shi)(shi)相比,碳等理由仍并(bing)解度(du)(du)(du)沒有(you)很大(da)區別,另外,脆性及(ji)脆化程度(du)(du)(du)并(bing)不與回火(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)(du)成比例。


②. 碳化物轉變理論


 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(ge)理(li)論似乎告訴(su)我們回(hui)火脆(cui)性與回(hui)火加熱、保溫(wen)溫(wen)度(du)有關(guan)(guan),但事實是回(hui)火脆(cui)性恰恰與冷卻方(fang)式有關(guan)(guan)。


③. 殘留奧氏體轉(zhuan)變理論(lun)


  鋼在(zai)加(jia)熱奧氏(shi)(shi)體(ti)化時,由于擴散的作用,碳和(he)合金(jin)元素聚集在(zai)奧氏(shi)(shi)體(ti)晶界處(chu),引起(qi)奧氏(shi)(shi)體(ti)晶內與晶界處(chu)成(cheng)分(fen)不均勻。淬火(huo)冷(leng)卻后(hou),晶內組織發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)了(le)(le)馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian),晶界處(chu)因(yin)含(han)有(you)較高的碳和(he)合金(jin)元素,呈薄膜(mo)狀的奧氏(shi)(shi)體(ti)較穩定,沒發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)轉(zhuan)變(bian)而(er)保留下來(lai)。在(zai)回火(huo)加(jia)熱時,由于碳和(he)合金(jin)元素的析出降低(di)了(le)(le)其穩定性(xing),在(zai)回火(huo)冷(leng)卻時,發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)了(le)(le)馬氏(shi)(shi)體(ti)相變(bian),從而(er)引起(qi)脆性(xing)。


  但是,這一理(li)論與回火后緩慢冷卻(que)有脆性,快速冷卻(que)則無脆性的(de)(de)事實(shi)相矛(mao)盾(dun),并且不(bu)能解(jie)釋回火脆性可逆性的(de)(de)特征(zheng)。


④. 雜質元素晶界偏析理論(lun)。


 當(dang)鋼(gang)中(zhong)含有低(di)熔點的(de)銻、磷、錫等雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi),在(zai)鋼(gang)加熱過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),它們溶于固溶體內,使鐵的(de)晶(jing)格產(chan)生彈性畸變和系(xi)統(tong)能量增高(gao),晶(jing)界(jie)(jie)處由于缺(que)陷(xian)較多,在(zai)一(yi)定(ding)條件下,雜質會(hui)(hui)自(zi)發地向晶(jing)界(jie)(jie)區偏(pian)聚。另(ling)外,在(zai)回火(huo)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),蕨化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)沉(chen)淀析出時(shi)(shi),雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)會(hui)(hui)被排(pai)斥在(zai)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)之外,促使基體利(li)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)界(jie)(jie)面附近(jin)的(de)雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)濃(nong)(nong)度(du)增加。雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)這種不規則(ze)的(de)濃(nong)(nong)集層降(jiang)低(di)了晶(jing)面間的(de)結合力,為(wei)裂紋(wen)提(ti)供了成(cheng)核和擴展的(de)機會(hui)(hui),持這種觀點的(de)研究者還指出,當(dang)鋼(gang)中(zhong)含有鉻、鎳(nie)(nie)等元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi),由于在(zai)奧氏體化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)也會(hui)(hui)產(chan)生一(yi)定(ding)程(cheng)(cheng)度(du)的(de)偏(pian)聚,而合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)和雜質之間存(cun)在(zai)化(hua)(hua)(hua)(hua)學親(qin)合力,又加強了雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)偏(pian)聚程(cheng)(cheng)度(du),所以,含鉻、鎳(nie)(nie)等元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)合金鋼(gang)的(de)回火(huo)脆性更(geng)明顯一(yi)些。


 但是(shi),這(zhe)個(ge)理論(lun)也沒能解釋(shi)清楚(chu)回(hui)(hui)火脆性和回(hui)(hui)火冷卻速度有密切關系的(de)原因。


 總(zong)之,關于鋼(gang)的(de)(de)回(hui)火脆(cui)性的(de)(de)實質還是一個需要繼續深入探討的(de)(de)課題。雖然,目前(qian)還缺少一個最完善的(de)(de)理論(lun)來解釋鋼(gang)的(de)(de)回(hui)火脆(cui)性。但在某(mou)些方面還是有相似觀點的(de)(de)。


 ①. 沖擊斷(duan)裂基本(ben)上是沿晶(jing)界發生的。可以認為(wei)回(hui)火脆性是晶(jing)界轉(zhuan)變的結果。


 ②. 第二類回火脆性(xing)是可(ke)逆的(de)。可(ke)以認(ren)為回火脆性(xing)應該(gai)與某些析(xi)出物(wu)的(de)溶解(jie)、析(xi)出過程(cheng)有關。


 ③. 第(di)二類回火脆(cui)性的產生與(yu)回火冷卻速度相關,可以認為回火脆(cui)性與(yu)回火冷卻過程中是否有(you)析出物(wu)有(you)關。


 3. 鋼的(de)回火脆性的(de)判斷和評價(jia)


 第二類回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的產生與回(hui)火(huo)冷卻(que)速度有關,所以,一(yi)般用鋼(gang)在回(hui)火(huo)快冷和緩冷后所測到的沖(chong)擊值(zhi)的比(bi)值(zhi)來評價其(qi)(qi)是否有回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)及其(qi)(qi)嚴(yan)重程度。如某材(cai)料(liao)的兩組沖(chong)擊試(shi)樣(yang),保證在其(qi)(qi)他條件相(xiang)同(tong)的條件下,一(yi)組回(hui)火(huo)采用快冷,另(ling)一(yi)組采用緩慢(man)冷卻(que),若快冷樣(yang)沖(chong)擊功為(wei)90J,緩慢(man)冷卻(que)樣(yang)沖(chong)擊功為(wei)60J,則(ze)Δ=90/60=1.5,稱Δ為(wei)回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)敏感系(xi)數。一(yi)般當(dang)Δ>1,即認為(wei)有回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)傾向,Δ值(zhi)越大(da),說明該材(cai)料(liao)在回(hui)火(huo)溫度下的回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)越嚴(yan)重。


 這種評(ping)價(jia)回(hui)火脆(cui)性(xing)(xing)的(de)方法,一般能滿足常規條件(jian)下(xia)工作零件(jian)對(dui)韌性(xing)(xing)的(de)需要,在一些(xie)特殊環境和條件(jian)下(xia)工作零件(jian),對(dui)材料韌性(xing)(xing)及韌性(xing)(xing)變(bian)化有特別要求時,還應該采用更(geng)嚴格的(de)評(ping)價(jia)方法。如測定材料的(de)冷(leng)脆(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)(du),或(huo)測定材料不(bu)同(tong)回(hui)火冷(leng)卻方式對(dui)冷(leng)脆(cui)轉(zhuan)變(bian)溫度(du)(du)提高程(cheng)度(du)(du)的(de)影響等。當然,這些(xie)測試和評(ping)價(jia)更(geng)復雜(za),成本更(geng)高。


 4. 合金元素對回火(huo)脆性的影(ying)響


  一般認為碳鋼是對(dui)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性不(bu)敏感(gan)的(de)鋼,合金元(yuan)素對(dui)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性有(you)不(bu)同(tong)程(cheng)度的(de)影(ying)響(xiang)(xiang),而且(qie)還與其含量、與碳及其他合金元(yuan)素的(de)配比(bi)有(you)關。合金元(yuan)素對(dui)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)可大致(zhi)分為以(yi)下情(qing)況。增大回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性的(de)元(yuan)素有(you)錳硅、鉻(ge)、釩、磷、氫(qing)、硼等(deng)(deng);減(jian)小回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性的(de)元(yuan)素有(you)鉬、鎢等(deng)(deng);對(dui)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性影(ying)響(xiang)(xiang)不(bu)明顯(xian)的(de)元(yuan)素有(you)鈦、鈮、鋯等(deng)(deng);銅、鎳等(deng)(deng)元(yuan)素單獨(du)影(ying)響(xiang)(xiang)作(zuo)用不(bu)大。


 在(zai)馬氏體不銹鋼(gang)中的主要合(he)金元素對回火脆性(xing)傾向影(ying)響情況如下:


 ①. 鉻:對回火脆(cui)性有影響,且(qie)隨(sui)鉻含(han)量的增加而(er)增加。當鋼中還有鎳、錳、磷元素時,影響更大(da)。


 ②. 鎳:鎳元(yuan)(yuan)素(su)本身對(dui)回(hui)火脆性影(ying)響不明顯,但(dan)與鉻(ge)、錳(meng)、磷(lin)等元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)一起時,則產生回(hui)火脆性。


 ③. 釩:增大回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性。但加釩的(de)鋼提高了(le)抗回(hui)(hui)(hui)火(huo)穩定性,-般采用更(geng)高的(de)溫(wen)度(du)回(hui)(hui)(hui)火(huo),可能遠離(li)鋼的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性溫(wen)度(du)區間,所以,實用上對回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性反映不(bu)很明顯。


 ④. 鉬(mu):有人認(ren)為鉬(mu)本身對回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)有影響(xiang),但(dan)適當地加入有回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)、鉻(ge)(ge)(ge)-鎳鋼(gang)、鎳-錳鋼(gang)、鉻(ge)(ge)(ge)-錳鋼(gang)中,反而會減(jian)小和消除鋼(gang)的回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)。但(dan)也有資料報道(dao),在(zai)某些鋼(gang)中,當鉬(mu)含(han)量超過一定量時,反而增(zeng)大(da)了回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)。


 在馬氏體類不銹鋼中,一般(ban)認(ren)為(wei)都(dou)有回火脆(cui)性(xing)傾向,其中,2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等(deng)有明顯(xian)的回火脆(cui)性(xing)傾向。


5. 減小和(he)消除(chu)回火脆(cui)性的方法


  鋼的回火(huo)脆性,特別是第二(er)類回火(huo)脆性給許多(duo)材料在使用中帶來(lai)危害,應(ying)引起注意(yi)。在減小或消除(chu)鋼的回火(huo)脆性方(fang)(fang)面,人們(men)做了大量工作,并積累(lei)了一些經驗。在工程實用上(shang)可采取的手段:一方(fang)(fang)面從控制化(hua)學(xue)成分入手,另(ling)一方(fang)(fang)面是從改善回火(huo)冷卻方(fang)(fang)法上(shang)做工作。


 屬于化學成(cheng)分方面的(de)措(cuo)施(shi),包括合(he)理(li)設計鋼(gang)的(de)成(cheng)分,控制引(yin)起回火脆性的(de)合(he)金元(yuan)素(su)的(de)含量和配(pei)比(bi),或者(zhe)合(he)理(li)加(jia)入減小回火脆性的(de)合(he)金元(yuan)素(su),如(ru)鉬、鎢等。再就是提高鋼(gang)的(de)純度(du),減少雜質和低熔(rong)點元(yuan)素(su)。


 在熱處(chu)理(li)方(fang)法上,最(zui)簡單可行的(de)是(shi)用(yong)(yong)回(hui)火快冷方(fang)法。為減少因回(hui)火快冷產(chan)生的(de)應(ying)力(li),對(dui)于大型工件(jian)或要求嚴格控制(zhi)殘(can)留(liu)應(ying)力(li)的(de)工件(jian),可在回(hui)火快冷后,再(zai)采(cai)用(yong)(yong)一次低于產(chan)生回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)溫(wen)度下的(de)去應(ying)力(li)回(hui)火。也(ye)有的(de)采(cai)用(yong)(yong)兩段回(hui)火冷卻方(fang)法,即回(hui)火保(bao)溫(wen)后,先(xian)快速冷卻至產(chan)生回(hui)火脆(cui)(cui)性(xing)溫(wen)度以下的(de)溫(wen)度,再(zai)入爐繼(ji)續以緩慢方(fang)式冷卻。當(dang)然,這在實際操作上不易準確控制(zhi)分段的(de)時機。


 對某些成分的鋼(gang),可(ke)以降低(di)淬火加熱(re)溫度(du)減輕(qing)回火脆性。現在(zai),我(wo)們(men)可(ke)以概括地總結(jie)一下:馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)中,由(you)于含(han)有13%左(zuo)右的鉻及(ji)(ji)其他合金元素,使其在(zai)加熱(re)奧氏體化、冷卻發生組織轉變(bian)及(ji)(ji)淬火后回火過(guo)程(cheng)中具有了與(yu)碳鋼(gang)不(bu)同的特(te)征。


(1) 狀(zhuang)態圖有(you)了改變,縮小了γ相區。


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


(3) 鋼在加熱奧氏體化時,應提高加熱保溫(wen)溫(wen)度和(he)延長保溫(wen)時間(jian)。


(4) 奧(ao)氏體(ti)穩(wen)定(ding)程度提高了,可以采用較(jiao)緩慢(man)的淬火冷卻方式,充分獲得馬氏體(ti)組織,提高了鋼的淬透性(xing)。


(5) 增(zeng)加了淬火組織中的殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)量(liang)。


(6) 與碳鋼相比,在獲得相同硬(ying)度(du)和強度(du)的情況(kuang)下,需提高回火溫度(du),延長回火保溫時間。


(7) 增(zeng)加了鋼的回火脆(cui)性傾向(xiang),必要時采用快冷(leng),以減(jian)少鋼的回火脆(cui)性。