材料科学与工程专业金属热处理原理及工艺淬火与回火学习教案.pptx

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1、会计学1材料科学与工程专业金属热处理原理材料科学与工程专业金属热处理原理(yunl)及工艺淬火与回火及工艺淬火与回火第一页，共57页。一、回火时钢的组织一、回火时钢的组织(zzh)转变转变 随温度升高，淬火组织将发生五个阶段变化：马氏体中碳原子偏聚（100以下）马氏体的分解（100250）产物：M回 残余奥氏体的转变(zhunbin)（200300）产物：M回（主要）+B下（微量）碳化物析出和转变(zhunbin)（250400）产物：T回 相状态变化及碳化物聚集长大（400)产物：S回第1页/共57页第二页，共57页。一、回火时组织一、回火时组织一、回火时组织一、回火时组织(zzh)(zzh

2、)转变转变转变转变 按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独发生，而是相互重叠的。发生，而是相互重叠的。发生，而是相互重叠的。发生，而是相互重叠的。1.1.碳原子偏聚（时效阶段）碳原子偏聚（时效阶段）碳原子偏聚（时效阶段）碳原子偏聚（时效阶段）(100(100以下以下以下以下)由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织(zzh)(zzh)中有中有中有中有大量亚结构。大量亚结构

3、。大量亚结构。大量亚结构。位错马氏体，低温下位错马氏体，低温下位错马氏体，低温下位错马氏体，低温下C C、N N原子短程扩散到位错线附原子短程扩散到位错线附原子短程扩散到位错线附原子短程扩散到位错线附近近近近孪晶马氏体，低温下孪晶马氏体，低温下孪晶马氏体，低温下孪晶马氏体，低温下C C、N N原子短程扩散聚集到某一原子短程扩散聚集到某一原子短程扩散聚集到某一原子短程扩散聚集到某一晶面晶面晶面晶面第2页/共57页第三页，共57页。第3页/共57页第四页，共57页。（1 1 1 1）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解 a.a.a.a.马氏体双相分解（马氏体双相分解（马氏

4、体双相分解（马氏体双相分解（100100100100150 150 150 150 ）当温度当温度当温度当温度(wnd)(wnd)(wnd)(wnd)低于低于低于低于150150150150时，回火后可出现两种不同正方时，回火后可出现两种不同正方时，回火后可出现两种不同正方时，回火后可出现两种不同正方度的度的度的度的M M M M。2.马氏体分解(fnji)（100-250 ）回火温度回火温度 回火时间回火时间 acc/a碳含量碳含量(%)室室 温温 10d2.846 3.02 1.062 1.4 1001h2.846 3.02 1.062 1.21251h2.846 2.886 1.013

5、0.291501h2.852 2.886 1.0120.271751h2.8572.8841.0090.212001h2.8592.878 1.0060.14 2251h2.861 2.8741.0040.082501h2.8632.8721.0030.06含碳含碳含碳含碳 1.4%1.4%1.4%1.4%的马氏体回火的马氏体回火的马氏体回火的马氏体回火(hu hu)(hu hu)(hu hu)(hu hu)后点阵常数、正方度与含碳量的变化后点阵常数、正方度与含碳量的变化后点阵常数、正方度与含碳量的变化后点阵常数、正方度与含碳量的变化第4页/共57页第五页，共57页。双相分解机制：双相分解机制

6、：双相分解机制：双相分解机制：a)a)a)a)在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而(cng r)(cng r)(cng r)(cng r)形成具有二个浓度形成具有二个浓度形成具有二个浓度形成具有二个浓度的的的的相，析出的碳化物粒子也不易

7、长大。相，析出的碳化物粒子也不易长大。相，析出的碳化物粒子也不易长大。相，析出的碳化物粒子也不易长大。b)b)b)b)在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳区减少。区减少。区减少。区减少。c)c)c)c)低碳区增多，平均成分将至低碳区增多，平均成分将至低碳区增多，平均成分将至低碳区增多，平均成分将至0.250.250.250.250.3%0.3%0.3%0.3%，与原始碳量、分解温度无关。，与原

8、始碳量、分解温度无关。，与原始碳量、分解温度无关。，与原始碳量、分解温度无关。第5页/共57页第六页，共57页。b.b.马氏体单相分解（马氏体单相分解（150-150-250 -250 ）当温度高于当温度高于150150时，碳时，碳原子扩散能力加大，原子扩散能力加大，相相中不同浓度可通过长程扩中不同浓度可通过长程扩散消除散消除(xioch)(xioch)，析出的，析出的碳化物粒子可从较远处得碳化物粒子可从较远处得到碳原子而长大。故在分到碳原子而长大。故在分解过程中，不再存在两种解过程中，不再存在两种不同碳含量的不同碳含量的相，碳含相，碳含量和正方度不断下降，当量和正方度不断下降，当温度达温度达

9、300300时，正方度时，正方度c/ac/a接近接近1 1。（1）高碳马氏体分解(fnji)2.马氏体分解(fnji)（100-250 ）第6页/共57页第七页，共57页。（2 2 2 2）低碳及中碳马氏体的分解）低碳及中碳马氏体的分解）低碳及中碳马氏体的分解）低碳及中碳马氏体的分解 低碳钢及中碳钢低碳钢及中碳钢低碳钢及中碳钢低碳钢及中碳钢MSMSMSMS点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚及碳化物析出，这一特征称为自回火。淬火后，在及碳化物析出，这一特征称为自回火。淬火后，在及碳化物析出，这一特征称为

10、自回火。淬火后，在及碳化物析出，这一特征称为自回火。淬火后，在150150150150回回回回火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度(wnd)(wnd)(wnd)(wnd)高于高于高于高于200200200200时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体特板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高

11、碳马氏体特板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体特板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体特征。征。征。征。2.马氏体分解(fnji)（100-250 ）第7页/共57页第八页，共57页。6007005003004002001000-100-2000.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00温温度度 Wc 100MsMf第8页/共57页第九页，共57页。总总总总之之之之(zngzh)(zngzh)(zngzh)(zngzh)，这这这这一一一一阶阶阶阶段段段段转转转转变变变变完完完完成成成成后后后后，钢钢钢钢的的的的组组组组织织织织是是是是由

12、由由由有有有有一一一一定定定定过过过过饱饱饱饱和和和和度度度度的的的的固固固固溶溶溶溶体体体体和和和和与与与与其其其其有有有有共共共共格格格格关关关关系系系系的的的的碳碳碳碳化化化化物物物物所所所所组组组组成成成成的的的的复复复复相相相相混混混混合组织，称为回火马氏体合组织，称为回火马氏体合组织，称为回火马氏体合组织，称为回火马氏体(如图如图如图如图)。M M M M M M M M回（回（回（回（-碳化物）碳化物）碳化物）碳化物）在在在在普普普普通通通通金金金金相相相相显显显显微微微微镜镜镜镜下下下下，观观观观察察察察不不不不出出出出回回回回火火火火马马马马氏氏氏氏体体体体中中中中的的的的碳

13、碳碳碳化化化化物物物物。回回回回火火火火马马马马氏氏氏氏体体体体在在在在形形形形态态态态上上上上与与与与淬淬淬淬火火火火马马马马氏氏氏氏体体体体相相相相似似似似，但但但但回回回回火火火火马马马马氏氏氏氏体体体体易易易易腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，呈呈呈呈黑色组织。黑色组织。黑色组织。黑色组织。产物(chnw)：回火马氏体。性能：保留高硬度第9页/共57页第十页，共57页。20202020钢钢钢钢980980980980淬火淬火淬火淬火+200+200+200+200回火回火回火回火(hu hu)(hu hu)(hu hu)(hu hu)组织（组织（组织（组织（400400400400倍）倍）倍）倍）第1

14、0页/共57页第十一页，共57页。T12T12T12T12钢钢钢钢1100110011001100淬火淬火淬火淬火+200+200+200+200回火回火回火回火(hu hu)(hu hu)(hu hu)(hu hu)组织（组织（组织（组织（400400400400倍）倍）倍）倍）M回回+Ar第11页/共57页第十二页，共57页。T12T12T12T12钢钢钢钢780780780780淬火淬火淬火淬火(cu hu)+200(cu hu)+200(cu hu)+200(cu hu)+200回火组织（回火组织（回火组织（回火组织（400400400400倍）倍）倍）倍）M回回+碳化物碳化物+Ar第

15、12页/共57页第十三页，共57页。碳化物碳化物第13页/共57页第十四页，共57页。3.残余(cny)奥氏体分解（200-300 ）在在在在200200200200300300300300之之之之间间间间,钢钢钢钢中中中中的的的的残残残残余余余余奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体将将将将发发发发生生生生分分分分解解解解，转转转转变变变变为为为为回回回回火火火火马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：Ar M Ar M Ar M Ar M回或回或回或回或 B B B B下（下（下（下（碳化物）

16、碳化物）碳化物）碳化物）碳化物可能是碳化物可能是碳化物可能是碳化物可能是FexC FexC FexC FexC，也可能是，也可能是，也可能是，也可能是Fe3C Fe3C Fe3C Fe3C。钢钢钢钢淬淬淬淬火火火火后后后后的的的的残残残残余余余余奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体，与与与与过过过过冷冷冷冷奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体同同同同属属属属亚亚亚亚稳稳稳稳组组组组织织织织，但但但但二二二二者者者者仍仍仍仍有不同点，如：有不同点，如：有不同点，如：有不同点，如：(1)(1)(1)(1)已已已已发发发发生生生生的的的的转转转转变变变变会会会会对对对对残残残残奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体带带带带来来来来影影影

17、影响响响响，如如如如马马马马氏氏氏氏体体体体条条条条间间间间的的的的残残残残余余余余奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体含含含含碳碳碳碳量量量量就就就就大大大大大大大大高高高高于于于于平平平平均均均均含含含含碳碳碳碳量量量量，已已已已转转转转变变变变的的的的马马马马氏氏氏氏体体体体会会会会使使使使残残残残奥奥奥奥处处处处于三向压应力状态等。于三向压应力状态等。于三向压应力状态等。于三向压应力状态等。(2)(2)(2)(2)回回回回火火火火过过过过程程程程(guchng)(guchng)(guchng)(guchng)中中中中，马马马马氏氏氏氏体体体体将将将将继继继继续续续续转转转转变变变变，这这这这必必必

18、必然然然然影影影影响响响响到到到到残余奥氏体的转变。残余奥氏体的转变。残余奥氏体的转变。残余奥氏体的转变。第14页/共57页第十五页，共57页。回火屈氏体4.4.碳化物的转变（碳化物的转变（碳化物的转变（碳化物的转变（250-400 250-400 ）亚稳碳化物将转变成为更加亚稳碳化物将转变成为更加亚稳碳化物将转变成为更加亚稳碳化物将转变成为更加(gnji)(gnji)稳定的碳化物形式存在。稳定的碳化物形式存在。稳定的碳化物形式存在。稳定的碳化物形式存在。高碳钢：高碳钢：高碳钢：高碳钢：M M+M+M+M+M+（稳定(wndng)的回火屈氏体）中碳钢：M M+M+（稳定(wndng)的回火屈氏

19、体）低碳钢：M 位错处偏聚 M+（稳定的回火屈氏体）产物：回火屈氏体（饱和相细小粒状渗碳体）第15页/共57页第十六页，共57页。综上所述综上所述综上所述综上所述 1.1.1.1.板条马氏体板条马氏体板条马氏体板条马氏体 马氏体中的碳原子全部析出马氏体中的碳原子全部析出马氏体中的碳原子全部析出马氏体中的碳原子全部析出(xch)(xch)(xch)(xch)，在原马，在原马，在原马，在原马氏体内或晶界上析出氏体内或晶界上析出氏体内或晶界上析出氏体内或晶界上析出(xch)(xch)(xch)(xch)渗碳体。渗碳体。渗碳体。渗碳体。相仍保持原相仍保持原相仍保持原相仍保持原M M M M的形态。的形

20、态。的形态。的形态。2.2.2.2.片状马氏体片状马氏体片状马氏体片状马氏体 碳化物溶解，形成碳化物溶解，形成碳化物溶解，形成碳化物溶解，形成碳化物（碳化物（碳化物（碳化物（Fe5C2Fe5C2Fe5C2Fe5C2），），），），碳化物再转变成渗碳体。碳化物再转变成渗碳体。碳化物再转变成渗碳体。碳化物再转变成渗碳体。碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳体与基体无共格关系。碳体与基体无共格关系。碳体与基体无共格关系。碳体与基体无共格关系。相中的孪晶亚结构消失。相中的孪晶亚结构消失。相中的孪晶亚结构消失。相中的孪

21、晶亚结构消失。这一阶段转变完成后这一阶段转变完成后这一阶段转变完成后这一阶段转变完成后,钢的组织由饱和的针状钢的组织由饱和的针状钢的组织由饱和的针状钢的组织由饱和的针状相和细小粒状相和细小粒状相和细小粒状相和细小粒状的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原马氏体的形态，但模糊不清。马氏体的形态，但模糊不清。马氏体的形态，但模糊不清。马氏体的形态，但模糊不清。第16页/共57页第十七页，共57页。5.5.相状态变化

22、和碳化物聚集长大（相状态变化和碳化物聚集长大（相状态变化和碳化物聚集长大（相状态变化和碳化物聚集长大（400-700 400-700 ）主要发生如下变化：主要发生如下变化：主要发生如下变化：主要发生如下变化：内应力内应力内应力内应力(yngl)(yngl)消除：消除：消除：消除：宏观区域性内应力宏观区域性内应力宏观区域性内应力宏观区域性内应力(yngl)(yngl)（工件内外），（工件内外），（工件内外），（工件内外），550 550 全部消除；全部消除；全部消除；全部消除；微观区域性内应力微观区域性内应力微观区域性内应力微观区域性内应力(yngl)(yngl)（晶粒之间），（晶粒之间），（晶

23、粒之间），（晶粒之间），500 500 基本消除；基本消除；基本消除；基本消除；晶格弹性畸变应力晶格弹性畸变应力晶格弹性畸变应力晶格弹性畸变应力(yngl)(yngl)（碳过饱和），（碳过饱和），（碳过饱和），（碳过饱和），转变完即消除。转变完即消除。转变完即消除。转变完即消除。回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。状马氏体特征保留（回

24、复）、消失（再结晶）。状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并逐渐球化长大，越来越粗大。逐渐球化长大，越来越粗大。逐渐球化长大，越来越粗大。逐渐球化长大，越来越粗大。产物：等轴状铁素体均匀的球状碳化物产物：等轴状铁素体均匀的球状碳化物产物：等轴状铁素体均匀的球状碳化物产物：等轴状铁素体均匀的球状碳化物 回火索氏体。回火索氏体。回火索氏体。回火索氏体。第17页/共57页第十八页，共

25、57页。回火索氏体回火索氏体第18页/共57页第十九页，共57页。回火回火回火回火(hu hu)(hu hu)(hu hu)(hu hu)组织（组织（组织（组织（M M M M回、回、回、回、T T T T回、回、回、回、S S S S回）比较回）比较回）比较回）比较第19页/共57页第二十页，共57页。回火组织回火组织回火组织回火组织(zzh)(zzh)(zzh)(zzh)（M M M M回、回、回、回、T T T T回、回、回、回、S S S S回）比较回）比较回）比较回）比较第20页/共57页第二十一页，共57页。T8T8T8T8钢的回火钢的回火钢的回火钢的回火(hu hu)(hu hu

26、)(hu hu)(hu hu)组织（组织（组织（组织（M M M M回、回、回、回、T T T T回、回、回、回、S S S S回）回）回）回）第21页/共57页第二十二页，共57页。问题(wnt)：1、回火组织M回、T回、S回的性能有何差别？2、T回与T、S回与S，在组织和性能上有何差别？第22页/共57页第二十三页，共57页。二、回火二、回火二、回火二、回火(hu hu)(hu hu)组织机械性能组织机械性能组织机械性能组织机械性能 回火回火回火回火(hu hu)(hu hu)组织机械性能取决于回火组织机械性能取决于回火组织机械性能取决于回火组织机械性能取决于回火(hu hu)(hu hu

27、)组织组织组织组织第23页/共57页第二十四页，共57页。硬度硬度(yngd)第24页/共57页第二十五页，共57页。强度(qingd)第25页/共57页第二十六页，共57页。碳钢淬火后回火碳钢淬火后回火碳钢淬火后回火碳钢淬火后回火(hu hu)(hu hu)(hu hu)(hu hu)时的力学性能的变化总结时的力学性能的变化总结时的力学性能的变化总结时的力学性能的变化总结 钢在回火时力学性能变化如下：钢在回火时力学性能变化如下：钢在回火时力学性能变化如下：钢在回火时力学性能变化如下：（1 1 1 1）硬度：回火时硬度变化的总趋势是随回火温度的升高而下降但低、中碳钢在）硬度：回火时硬度变化的总

28、趋势是随回火温度的升高而下降但低、中碳钢在）硬度：回火时硬度变化的总趋势是随回火温度的升高而下降但低、中碳钢在）硬度：回火时硬度变化的总趋势是随回火温度的升高而下降但低、中碳钢在250 250 250 250 以下回火硬度下降不多，高碳钢在以下回火硬度下降不多，高碳钢在以下回火硬度下降不多，高碳钢在以下回火硬度下降不多，高碳钢在100100100100回火时硬度略有回火时硬度略有回火时硬度略有回火时硬度略有(l yu)(l yu)(l yu)(l yu)上升，出现一个上升，出现一个上升，出现一个上升，出现一个峰值。峰值。峰值。峰值。250 250 250 250 以上回火硬度持续下降。以上回火

29、硬度持续下降。以上回火硬度持续下降。以上回火硬度持续下降。（2 2 2 2）强度和塑性：回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高，强度（）强度和塑性：回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高，强度（）强度和塑性：回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高，强度（）强度和塑性：回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高，强度（bbbb、ssss、SKSKSKSK）不断下降，塑性（）不断下降，塑性（）不断下降，塑性（）不断下降，塑性（、）不断升高。但低温回火时强度略有）不断升高。但低温回火时强度略有）不断升高。但低温回火时强度略有）不断升高。但低温回火时强度略有(l yu)(l yu)(l yu)(l yu)

30、上升，上升，上升，上升，塑性基本不变。弹性极限塑性基本不变。弹性极限塑性基本不变。弹性极限塑性基本不变。弹性极限eeee在在在在300300300300400400400400有一峰值。有一峰值。有一峰值。有一峰值。（3 3 3 3）韧性：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但合金钢的韧）韧性：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但合金钢的韧）韧性：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但合金钢的韧）韧性：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但合金钢的韧性升高是不连续的，在性升高是不连续的，在性升高是不连续的，在性升高是不连续的，在T-aK

31、T-aKT-aKT-aK和和和和 T-KIC T-KIC T-KIC T-KIC曲线上出现两个谷值，即回火脆性。曲线上出现两个谷值，即回火脆性。曲线上出现两个谷值，即回火脆性。曲线上出现两个谷值，即回火脆性。（4 4 4 4）高碳钢淬火裂纹：回火时可发生自动）高碳钢淬火裂纹：回火时可发生自动）高碳钢淬火裂纹：回火时可发生自动）高碳钢淬火裂纹：回火时可发生自动“焊合焊合焊合焊合”，消除或减少裂纹。，消除或减少裂纹。，消除或减少裂纹。，消除或减少裂纹。第26页/共57页第二十七页，共57页。随温度升高，淬火组织将发生五个阶段变化：马氏体中碳原子偏聚（100以下）马氏体的分解（100250）产物：M

32、回 残余奥氏体的转变（200300）产物：M回（主要(zhyo)）+B下（微量）碳化物析出和转变（250400）产物：T回 相状态变化及碳化物聚集长大（400)产物：S回第27页/共57页第二十八页，共57页。三、合金三、合金(hjn)元素对回火的影响元素对回火的影响 合金(hjn)元素对钢回火时组织转变的影响表现在：1.延缓钢的软化，提高钢的回火抗力；2.引起二次硬化现象；3.影响钢的回火脆性。第28页/共57页第二十九页，共57页。1、提高钢的回火、提高钢的回火(hu hu)抗力抗力第29页/共57页第三十页，共57页。1.1.1.1.提高钢的回火抗力提高钢的回火抗力提高钢的回火抗力提高钢

33、的回火抗力MeMeMeMe对低温回火的影响较小对低温回火的影响较小对低温回火的影响较小对低温回火的影响较小中中中中、高高高高温温温温下下下下，MeMeMeMe阻阻阻阻碍碍碍碍碳碳碳碳的的的的扩扩扩扩散散散散，显显显显著著著著提提提提高高高高了了了了马马马马氏氏氏氏体体体体的的的的分分分分解温度。解温度。解温度。解温度。MeMeMeMe可阻止碳化物长大和可阻止碳化物长大和可阻止碳化物长大和可阻止碳化物长大和F F F F等轴化，延缓了硬度的下降。等轴化，延缓了硬度的下降。等轴化，延缓了硬度的下降。等轴化，延缓了硬度的下降。发发发发生生生生二二二二次次次次淬淬淬淬火火火火现现现现象象象象(xinx

34、ing)(xinxing)(xinxing)(xinxing)。某某某某些些些些高高高高合合合合金金金金钢钢钢钢（如如如如高高高高速速速速钢钢钢钢）中中中中的的的的ArArArAr十十十十分分分分稳稳稳稳定定定定，在在在在回回回回火火火火加加加加热热热热时时时时ArArArAr发发发发生生生生部部部部分分分分分分分分解解解解，导导导导致致致致ArArArAr稳稳稳稳定定定定性性性性下下下下降降降降，在在在在随随随随后后后后的的的的快快快快速速速速冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程中中中中剩剩剩剩余余余余的的的的ArArArAr转转转转变变变变为为为为马马马马氏氏氏氏体体体体，使使使使钢钢钢钢的的

35、的的硬硬硬硬度度度度有有有有较较较较大大大大提提提提高高高高，这这这这种种种种现现现现象象象象(xinxing)(xinxing)(xinxing)(xinxing)称为二次淬火。称为二次淬火。称为二次淬火。称为二次淬火。第30页/共57页第三十一页，共57页。2、引起(ynq)二次硬化定义：某些淬火钢在定义：某些淬火钢在500650回火回火后硬度又增加的现象。后硬度又增加的现象。本质：合金碳化物的弥散强化本质：合金碳化物的弥散强化意义：红硬性意义：红硬性(yngxng)、高温强度、高温强度第31页/共57页第三十二页，共57页。MoMo钢中碳化物在钢中碳化物在钢中碳化物在钢中碳化物在5505

36、50时产生时产生时产生时产生(ch(ch nshng)nshng)二次二次二次二次硬化。硬化。硬化。硬化。第32页/共57页第三十三页，共57页。高速钢三次高速钢三次(sn c)560(sn c)560回火，在回火，在560560回火时回火时,产生二次硬化产生二次硬化第33页/共57页第三十四页，共57页。合金钢回火时碳化物析出合金钢回火时碳化物析出合金钢回火时碳化物析出合金钢回火时碳化物析出(xch)(xch)序列序列序列序列第34页/共57页第三十五页，共57页。四、回火四、回火(hu hu)脆性脆性 在某些(mu xi)温度区间回火时，钢的韧性显著下降的现象。第35页/共57页第三十六页

37、，共57页。第一类（低温）回火脆性:是指淬火钢在250-400回火时出现的脆性。特征:不可逆；与冷速无关，与回火时间无关。当出现了第一类回火脆性后，再加热到较高温度回火，可将脆性消除(xioch)；如再在此温度范围回火，就不会出现这种脆性。故称之为不可逆回火脆性。只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除(xioch)办法。除弹簧钢之外，其它零件淬火后应避免在250400回火。第36页/共57页第三十七页，共57页。第37页/共57页第三十八页，共57页。第二类（高温）回火(hu hu)脆性：（450650）是指淬火钢在450-650范围内回火(hu hu)后缓冷时出现的脆性。回火(

38、hu hu)后快冷不出现。多发生在含Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金钢中，特征:可逆性，与冷速有关（快冷不产生(chnshng)），与回火时间有关（回火时间、脆性增加），预防措施：（1）高温回火(hu hu)后，在水中快速冷却。一般适用于较小截面的零件。（2）加入降低回火脆性倾向的元素Mo或W。适用大截面零件或合金钢(如Cr-Ni钢等)。影响因素：影响因素：成分，碳钢一般不出现成分，碳钢一般不出现 第38页/共57页第三十九页，共57页。五、回火五、回火五、回火五、回火(hu hu)(hu hu)工艺工艺工艺工艺包括：包括：包括：包括：加热温度加热温度加热温度加热温度(wnd)(wnd)保温

39、时间保温时间保温时间保温时间 冷却方法冷却方法冷却方法冷却方法 回火方法回火方法回火方法回火方法第39页/共57页第四十页，共57页。回火回火回火回火(hu hu)(hu hu)温度的确定温度的确定温度的确定温度的确定n n1 1、低温回火、低温回火、低温回火、低温回火n n回火温度回火温度回火温度回火温度(wnd)(wnd)：n n 150250 150250n n组织转变：组织转变：组织转变：组织转变：n n 从马氏体中从马氏体中从马氏体中从马氏体中析出析出(xch)细片状细片状-碳化物；碳化物；AR分解为分解为 -碳化物低碳碳化物低碳M。第40页/共57页第四十一页，共57页。n n这种

40、在马氏体基体上分布着这种在马氏体基体上分布着这种在马氏体基体上分布着这种在马氏体基体上分布着细片状碳化物的组织称为回细片状碳化物的组织称为回细片状碳化物的组织称为回细片状碳化物的组织称为回火马氏体，用火马氏体，用火马氏体，用火马氏体，用MM回表示回表示回表示回表示(biosh)(biosh)。n n目的：保留淬火后高硬度、目的：保留淬火后高硬度、目的：保留淬火后高硬度、目的：保留淬火后高硬度、高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性(rn xn)。用途：处理各种工具、模具、量具、轴承（高碳、高碳高合金钢）及经渗碳（氮）和表面淬火的工件。第41页/共5

41、7页第四十二页，共57页。n n2 2、中温回火、中温回火、中温回火、中温回火 n n回火温度：回火温度：回火温度：回火温度：350-500350-500 n n组织转变：组织转变：组织转变：组织转变：-碳化物转碳化物转碳化物转碳化物转变为变为变为变为Fe3CFe3C。到。到。到。到350350,马马马马氏体中的含碳量已降到氏体中的含碳量已降到氏体中的含碳量已降到氏体中的含碳量已降到铁素体的平衡铁素体的平衡铁素体的平衡铁素体的平衡(pnghng)(pnghng)成分，内应成分，内应成分，内应成分，内应力大量消除。力大量消除。力大量消除。力大量消除。回火屈氏体 M回转变为在保持马氏体形态的铁素体

42、基体(j t)上分布着细粒状Fe3C的组织，称为回火屈氏体，用T回表示。第42页/共57页第四十三页，共57页。n n回回回回火火火火屈屈屈屈氏氏氏氏体体体体组组组组织织织织具具具具有有有有较较较较高高高高的的的的弹弹弹弹性性性性极极极极限限限限和和和和屈屈屈屈服服服服极极极极限限限限，并并并并具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的韧韧韧韧性性性性(rn(rn(rn(rn xn)xn)xn)xn)，硬度一般为硬度一般为硬度一般为硬度一般为3545HRC3545HRC3545HRC3545HRC。l主要(zhyo)用于各类弹簧的热处理。汽车板簧汽车板簧热卷弹簧热卷弹簧第43页/共57页第四十四

43、页，共57页。回火索氏回火索氏体体n n3 3 3 3、高温回火、高温回火、高温回火、高温回火 n n回火温度：回火温度：回火温度：回火温度：500-650 500-650 500-650 500-650 n n组织组织组织组织(zzh)(zzh)(zzh)(zzh)转变：转变：转变：转变：Fe3CFe3CFe3CFe3C发生聚集长大，铁素体发生多边形发生聚集长大，铁素体发生多边形发生聚集长大，铁素体发生多边形发生聚集长大，铁素体发生多边形化。化。化。化。l这种在多边形铁素体基体上分布(fnb)着颗粒状Fe3C的组织称回火索氏体，用S回表示。第44页/共57页第四十五页，共57页。n n回火索

44、氏体组织具有良好的综合力学性能，即在保持较高回火索氏体组织具有良好的综合力学性能，即在保持较高回火索氏体组织具有良好的综合力学性能，即在保持较高回火索氏体组织具有良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。的强度同时，具有良好的塑性和韧性。的强度同时，具有良好的塑性和韧性。的强度同时，具有良好的塑性和韧性。n n通常把淬火高温回火的热处理工艺称作通常把淬火高温回火的热处理工艺称作通常把淬火高温回火的热处理工艺称作通常把淬火高温回火的热处理工艺称作“调质调质调质调质(dio zh)(dio zh)处理处理处理处理”，简称，简称，简称，简称“调质调质调质调质(dio zh)”

45、(dio zh)”。l调质广泛用于连杆、轴、齿轮等各种重要(zhngyo)结构件的处理。也可作为精密零件、量具等的预备热处理。柴油机连杆柴油机连杆第45页/共57页第四十六页，共57页。具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火(hu hu)来获得高硬来获得高硬度、高耐磨性和红硬性。度、高耐磨性和红硬性。但必须与恰当的淬火工艺配合。但必须与恰当的淬火工艺配合。高温回火高温回火(hu hu)还需进行一次低温回火还需进行一次低温回火(hu hu)，以消除二次，以消除二次淬火马氏体淬火马氏体第46页/共57页第四十七页，共57页。回火回火(hu hu)时间时间冷

46、却方式：冷却方式：回火后通常在空气中冷却。回火后通常在空气中冷却。对于第二类回火脆性倾向对于第二类回火脆性倾向(qngxing)大的合金钢，中、高温回火后需大的合金钢，中、高温回火后需 快冷（水或油冷）快冷（水或油冷）第47页/共57页第四十八页，共57页。用途(yngt)组 织 性 能温度(wnd)()名 称耐磨(nai m)件 回火马氏体 高硬度 5864HRC150250低温回火弹簧等回火屈氏体 高弹性 3545HRC 350500中温回火调质件回火索氏体 良好综合 力学性能500650高温回火 淬火淬火+高温回火高温回火=调质处理调质处理调质处理用于各种重要结构零件，如轴、连杆等调质处

47、理用于各种重要结构零件，如轴、连杆等第48页/共57页第四十九页，共57页。回火方法回火方法回火方法回火方法普通回火普通回火普通回火普通回火局部局部局部局部(jb)(jb)回火回火回火回火电热回火电热回火电热回火电热回火自回火自回火自回火自回火带温回火带温回火带温回火带温回火第49页/共57页第五十页，共57页。6 6 6 6、回火转变产物、回火转变产物、回火转变产物、回火转变产物(chnw)(chnw)(chnw)(chnw)与过冷与过冷与过冷与过冷A A A A分解产物分解产物分解产物分解产物(chnw)(chnw)(chnw)(chnw)的区别的区别的区别的区别 回回回回火火火火转转转转

48、变变变变产产产产物物物物与与与与过过过过冷冷冷冷奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体分分分分解解解解(fnji)(fnji)(fnji)(fnji)产产产产物物物物的的的的（在在在在组组组组织、性能等方面的）区别：织、性能等方面的）区别：织、性能等方面的）区别：织、性能等方面的）区别：1.1.1.1.回火马氏体、下贝氏体、马氏体回火马氏体、下贝氏体、马氏体回火马氏体、下贝氏体、马氏体回火马氏体、下贝氏体、马氏体 2.2.2.2.回火索氏体、索氏体回火索氏体、索氏体回火索氏体、索氏体回火索氏体、索氏体 3.3.3.3.屈氏体、回火屈氏体屈氏体、回火屈氏体屈氏体、回火屈氏体屈氏体、回火屈氏体 4.4.4.4.

49、粒状珠光体、回火索氏体粒状珠光体、回火索氏体粒状珠光体、回火索氏体粒状珠光体、回火索氏体 5.5.5.5.回回回回火火火火马马马马氏氏氏氏体体体体、回回回回火火火火屈屈屈屈氏氏氏氏体体体体、回回回回火火火火索索索索氏氏氏氏体体体体（来来来来源源源源、组组组组织织织织形态和结构、性能）形态和结构、性能）形态和结构、性能）形态和结构、性能）第50页/共57页第五十一页，共57页。回火回火(hu hu)索氏体和索氏体在组织和性能上的差别索氏体和索氏体在组织和性能上的差别回火回火(hu hu)索氏体综合力学性能索氏体综合力学性能优于索氏体优于索氏体第51页/共57页第五十二页，共57页。回火马氏体和下

50、贝氏体在性能回火马氏体和下贝氏体在性能(xngnng)上的上的差别差别下贝综合性能优于下贝综合性能优于回火回火(hu hu)马氏体马氏体第52页/共57页第五十三页，共57页。7、回火、回火(hu hu)缺陷缺陷硬度不合格硬度不合格(hg)韧性过低韧性过低第53页/共57页第五十四页，共57页。本本本本 章章章章 小小小小 结结结结 1 1、掌握淬火温度的确定原则、掌握淬火温度的确定原则、掌握淬火温度的确定原则、掌握淬火温度的确定原则 2 2、熟悉常见的淬火冷却方法。、熟悉常见的淬火冷却方法。、熟悉常见的淬火冷却方法。、熟悉常见的淬火冷却方法。3 3、有物态变化冷却介质的冷却机理，熟悉常见冷却