金属热处理原理及工艺-回火课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《金属热处理原理及工艺-回火课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属 热处理 原理 工艺 回火 课件
- 资源描述:
-
1、8.2 回火回火回火回火将淬火零件重新加热到低于临界点将淬火零件重新加热到低于临界点A A1 1某一温度某一温度保温,使淬火亚稳组织转变为稳定的回火组织,并以保温,使淬火亚稳组织转变为稳定的回火组织,并以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。回火目的:回火目的:提高淬火钢塑性和韧性,降低其脆性;提高淬火钢塑性和韧性,降低其脆性;降低或消除淬火引起的残余应力;降低或消除淬火引起的残余应力;稳定尺寸稳定尺寸一、回火时钢的组织转变一、回火时钢的组织转变 随温度升高,淬火组织将发生五个阶段变化: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马氏
2、体中碳原子偏聚(100以下)以下)马氏体的分解(马氏体的分解(100250)产物:产物:M回回 残余奥氏体的转变(残余奥氏体的转变(200300)产物:产物:M回回(主要)(主要)+B下下(微量)(微量)碳化物析出和转变(碳化物析出和转变(250400)产物:产物:T回回 相状态变化及碳化物聚集长大(相状态变化及碳化物聚集长大(400)产物:产物:S回回一、回火时组织转变一、回火时组织转变 按回火温度划分如下阶段,但各阶段也不是单独发生,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。而是相互重叠的。1.碳原子偏聚(时效阶段)碳原子偏聚(时效阶段)(100以下以下)由于淬火马氏
3、体为过饱和固溶体,组织中有大量亚结构。由于淬火马氏体为过饱和固溶体,组织中有大量亚结构。位错马氏体,低温下位错马氏体,低温下C、N原子短程扩散到位错线附近原子短程扩散到位错线附近孪晶马氏体,低温下孪晶马氏体,低温下C、N原子短程扩散聚集到某一晶面原子短程扩散聚集到某一晶面 (1 1)高碳马氏体分解)高碳马氏体分解 a.a.马氏体双相分解(马氏体双相分解(100100150 150 )当温度低于当温度低于150150时,回火后可出现两种不同正方度的时,回火后可出现两种不同正方度的M M。2.马氏体分解(马氏体分解(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(%)
4、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 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 1.4%1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化 双相分解机制双相分解机制:a)a)在碳原子的富集区,形成碳化物核,周围
5、碳原子的扩散在碳原子的富集区,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,从而形促使其长大。但由于温度低,进行的仅仅是近程扩散,从而形成具有二个浓度的成具有二个浓度的相,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)在高碳区继续形成新核,随时间延长,高碳区逐渐变成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。低碳区,高碳区减少。c)c)低碳区增多,平均成分将至低碳区增多,平均成分将至0.250.25 0.3%0.3%,与原始碳量、,与原始碳量、分解温度无关。分解温度无关。(150-250 )当温度高于当温度高于150
6、150时,时,碳原子扩散能力加大,碳原子扩散能力加大,相中不同浓度可通过长程相中不同浓度可通过长程扩散消除,析出的碳化物扩散消除,析出的碳化物粒子可从较远处得到碳原粒子可从较远处得到碳原子而长大。故在分解过程子而长大。故在分解过程中,不再存在两种不同碳中,不再存在两种不同碳含量的含量的相,碳含量和正相,碳含量和正方度不断下降,当温度达方度不断下降,当温度达300300时,正方度时,正方度c c/a a接近接近1 1。(1)高碳马氏体分解)高碳马氏体分解 2.马氏体分解(马氏体分解(100-250 )(2 2)低碳及中碳马氏体的分解)低碳及中碳马氏体的分解 低碳钢及中碳钢低碳钢及中碳钢M MS
7、S点高,淬火过程中会发生碳原子偏点高,淬火过程中会发生碳原子偏聚及碳化物析出,这一特征称为聚及碳化物析出,这一特征称为。淬火后,在。淬火后,在150150回火时,不再发生碳化物的析出。当回火温度高于回火时,不再发生碳化物的析出。当回火温度高于200200时,发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得时,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、高碳马氏到板条与片状马氏体的混合组织,并有低碳、高碳马氏体特征。体特征。2.马氏体分解(马氏体分解(100-250 )6007005003004002001000-100-2000.2 0.4 0.6 0.8 1.0
8、1.2 1.4 1.6 1.8 2.00温度温度 Wc 100MsMf 总之,这一阶段转变完成后,钢的组织是由有一定过饱总之,这一阶段转变完成后,钢的组织是由有一定过饱和度的和度的固溶体和与其有共格关系的固溶体和与其有共格关系的碳化物所组成的复相碳化物所组成的复相混合组织,称为回火马氏体混合组织,称为回火马氏体(如图如图)。M M回回(-碳化物)碳化物)在普通金相显微镜下,观察不出回火马氏体中的在普通金相显微镜下,观察不出回火马氏体中的碳化碳化物。回火马氏体在形态上与淬火马氏体相似,但回火马氏体物。回火马氏体在形态上与淬火马氏体相似,但回火马氏体易腐蚀,呈黑色组织。易腐蚀,呈黑色组织。产物:产
9、物:回火马氏体。回火马氏体。性能:性能:保留高硬度保留高硬度M回回+Ar)M回回+碳化物碳化物+Ar碳化物碳化物3.残余奥氏体分解(残余奥氏体分解(200-300 )在在200200300300之间之间,钢中的残余奥氏体将发生分解,钢中的残余奥氏体将发生分解,转变为回火马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示:转变为回火马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示:碳化物可能是碳化物可能是FexC FexC,也可能是,也可能是Fe3C Fe3C。钢淬火后的残余奥氏体,与过冷奥氏体同属亚稳组织,钢淬火后的残余奥氏体,与过冷奥氏体同属亚稳组织,但二者仍有不同点,如:但二者仍有不同点,如:(1)(1)已发生的转
10、变会对残奥氏体带来影响,如马氏体已发生的转变会对残奥氏体带来影响,如马氏体条间的残余奥氏体含碳量就大大高于平均含碳量,已转变条间的残余奥氏体含碳量就大大高于平均含碳量,已转变的马氏体会使残奥处于三向压应力状态等。的马氏体会使残奥处于三向压应力状态等。(2)(2)回火过程中,马氏体将继续转变,这必然影响到回火过程中,马氏体将继续转变,这必然影响到残余奥氏体的转变。残余奥氏体的转变。回火屈氏体回火屈氏体4.碳化物的转变(碳化物的转变(250-400 )亚稳碳化物将转变成为更加稳定的碳化物形式存在。亚稳碳化物将转变成为更加稳定的碳化物形式存在。高碳钢高碳钢:M M+M+M+M+M+(稳定的回火屈氏体
11、)(稳定的回火屈氏体)中碳钢:中碳钢:M M+M+(稳定的回火屈氏体)(稳定的回火屈氏体)低碳钢:低碳钢:M 位错处偏聚位错处偏聚 M+(稳定的回火屈氏体)(稳定的回火屈氏体)产物:产物:回火屈氏体回火屈氏体(饱和(饱和相细小粒状渗碳体)相细小粒状渗碳体)综上所述综上所述 1.1.板条马氏体板条马氏体 马氏体中的马氏体中的碳碳原子全部析出,在原马氏原子全部析出,在原马氏体内或晶界上析出渗碳体。体内或晶界上析出渗碳体。相仍保持原相仍保持原M M的形态。的形态。2.2.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(碳化物(FeFe5 5C C2 2),),碳化物再转变成渗碳体。碳化
12、物再转变成渗碳体。碳化物仍与基体保碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳体与基体无共格关系。持共格关系。渗碳体与基体无共格关系。相中的孪晶亚结相中的孪晶亚结构消失。构消失。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相和细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马氏体的形态,但模糊不清。体仍保持原马氏体的形态,但模糊不清。5.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 )主要发生如下变化:主要发生如下变化:内应力消除:内应力消除:宏观区域性内应力(工件内外),
13、宏观区域性内应力(工件内外),550 全部消除;全部消除;微观区域性内应力(晶粒之间),微观区域性内应力(晶粒之间),500 基本消除;基本消除;晶格弹性畸变应力(碳过饱和),晶格弹性畸变应力(碳过饱和),转变完即消除。转变完即消除。回复与再结晶:回复与再结晶:回火使亚结构(位错、孪晶)消失;板条和片回火使亚结构(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)。碳化物聚集长大:碳化物聚集长大:原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解,并原棒状、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。产物:产物:等
14、轴状铁素体均匀的球状碳化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回火组织回火组织(M M回回、T T回回、S S回回)比较比较回火组织(回火组织(M M回回、T T回回、S S回回)比较)比较T8T8钢的回火组织钢的回火组织(M M回回、T T回回、S S回回)问题:问题:1 1、回火组织、回火组织M M回回、T T回回、S S回回的性能有何差别?的性能有何差别?2 2、T T回回与与T T、S S回回与与S S,在组织和性能上有何差别?,在组织和性能上有何差别?二、回火组织机械性能二、回火组织机械性能 回火组织机械性能取决于回火组织回火组织机械性能取决于回
15、火组织硬度硬度强度强度 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: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、: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、中碳钢在中碳钢在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100100回火时硬度略有上回火时硬度略有上升,出现一个峰值。升,出现一个峰值。250 250 以上回火硬度持续下降。以上回火硬度持续下降。:回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高,:回火时强度变化的趋势是随回火温度的升高,强度强度(bb、ss、S SK K)不断下降,塑性(不断下降,塑性(、)不断升高。但低温回火时强度
16、)不断升高。但低温回火时强度略有上升,塑性基本不变。弹性极限略有上升,塑性基本不变。弹性极限ee在在300300400400有一峰值。有一峰值。:回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高,韧性升高,但: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,在合金钢的韧性升高是不连续的,在T-aT-aK K和和 T-KT-KICIC曲线上出现两个谷值,即曲线上出现两个谷值,即回回火脆性火脆性。:回火时可发生自动:回火时可发生自动“焊合焊合”,消除或减少裂纹。,消除或减少裂纹。随温度升高,淬火组织将发生五个阶段变化: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
17、马氏体中碳原子偏聚(100以下)以下)马氏体的分解(马氏体的分解(100250)产物:产物:M回回 残余奥氏体的转变(残余奥氏体的转变(200300)产物:产物:M回回(主要)(主要)+B下下(微量)(微量)碳化物析出和转变(碳化物析出和转变(250400)产物:产物:T回回 相状态变化及碳化物聚集长大(相状态变化及碳化物聚集长大(400)产物:产物:S回回三、合金元素对回火的影响三、合金元素对回火的影响 合金元素对钢回火时组织转变的影响表现在:合金元素对钢回火时组织转变的影响表现在:1.1.延缓钢的软化,提高钢的回火抗力;延缓钢的软化,提高钢的回火抗力;2.2.引起二次硬化现象;引起二次硬化
18、现象;3.3.影响钢的回火脆性。影响钢的回火脆性。1、提高钢的回火抗力、提高钢的回火抗力1.1.提高钢的回火抗力提高钢的回火抗力nMeMe对低温回火的影响较小对低温回火的影响较小n中、高温下,中、高温下,MeMe阻碍碳的扩散,显著提高了马氏体的阻碍碳的扩散,显著提高了马氏体的分解温度。分解温度。nMeMe可阻止碳化物长大和可阻止碳化物长大和F F等轴化,延缓了硬度的下降。等轴化,延缓了硬度的下降。n发生二次淬火现象发生二次淬火现象。某些高合金钢(如高速钢)中的某些高合金钢(如高速钢)中的ArAr十分稳定,在回火加热时十分稳定,在回火加热时ArAr发生部分分解,导致发生部分分解,导致ArAr稳定
19、稳定性下降,在随后的快速冷却过程中剩余的性下降,在随后的快速冷却过程中剩余的ArAr转变为马氏转变为马氏体,使钢的硬度有较大提高,这种现象称为体,使钢的硬度有较大提高,这种现象称为。2、引起二次硬化、引起二次硬化定义:定义:某些淬火钢在某些淬火钢在500650回火后硬度又增加的现象。回火后硬度又增加的现象。本质:本质:合金碳化物的弥散强化合金碳化物的弥散强化意义:意义:红硬性、高温强度红硬性、高温强度Mo钢中碳化物在钢中碳化物在550时产生二次硬化。时产生二次硬化。四、回火脆性四、回火脆性 在某些温度区间回火时,钢的韧性显著下降的现象。在某些温度区间回火时,钢的韧性显著下降的现象。第一类(低温
20、)回火脆性第一类(低温)回火脆性:l是指淬火钢在是指淬火钢在250-400回火时出现的脆性。回火时出现的脆性。l当出现了第一类回火脆性后,再加热到较高温度回火,可将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;如再在此温度范围回火,就不会出现这种脆性。脆性消除;如再在此温度范围回火,就不会出现这种脆性。故称之为故称之为。l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,目前尚无有效消除办法。办法。l除弹簧钢之外,其它零件淬火后应避免在除弹簧钢之外,其它零件淬火后应避免在250250400400回火。回火。第二类(高温)回火脆性:第二类(高
展开阅读全文