眾所周知,淬(cui)火鋼(gang)不能直接應(ying)用于(yu)工程,必須經過回(hui)火才可使(shi)用。


一、馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的回火轉變


 香蕉視頻app連接: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(fen)解(jie)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(huan)有更(geng)進(jin)一步(bu)的(de)研究認為(wei),在馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分(fen)解并析出(chu)(chu)碳化物之前,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中過飽(bao)和的(de)碳原(yuan)子(zi)已經有一個(ge)(ge)偏(pian)(pian)聚過程(還(huan)不是析出(chu)(chu)),碳原(yuan)子(zi)形(xing)成十分(fen)細小的(de)偏(pian)(pian)聚團(tuan)。對于(yu)較高含碳量的(de)鋼,這(zhe)個(ge)(ge)偏(pian)(pian)聚團(tuan)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)孿晶界面(mian)偏(pian)(pian)聚。而在較低(di)含碳量的(de)鋼中,這(zhe)個(ge)(ge)偏(pian)(pian)聚團(tuan)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)位錯線附近的(de)條片(pian)界面(mian)上(shang)偏(pian)(pian)聚。有的(de)資料將(jiang)這(zhe)個(ge)(ge)碳原(yuan)子(zi)的(de)偏(pian)(pian)聚過程稱(cheng)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)回火(huo)的(de)準備階段(duan)。


 在馬氏體不(bu)銹鋼中,雖然有鉻(ge)的存在,但(dan)由于這個(ge)(ge)階段的溫度較低,所以,鉻(ge)不(bu)會對于這個(ge)(ge)階段產(chan)生明顯的影響。


 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(cui)火鋼在(zai)完成這個階段轉變后,經低溫回火的馬氏(shi)體性能(neng)略(lve)有(you)改變,并(bing)有(you)以下特點。


 ①. 和淬火狀態的(de)馬(ma)氏體(ti)相同(tong),低溫回(hui)火馬(ma)氏體(ti)的(de)強度主要由(you)鋼的(de)含碳量(liang)來決定。合(he)金(jin)元素(su)對提高回(hui)火馬(ma)氏體(ti)強度的(de)作(zuo)用很小。


 ②. 含碳量(liang)(liang)大(da)于(yu)0.3%的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)低(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)時,基體(ti)(ti)中(zhong)的(de)固溶成會由于(yu)碳的(de)析(xi)出而(er)下降,降至0.2%~0.3%范圍(wei)之內,由碳過飽(bao)和固溶所引起的(de)晶(jing)格畸變(bian)大(da)部分會消(xiao)除(chu)。雖然碳量(liang)(liang)的(de)變(bian)化仍會影(ying)響馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)強(qiang)(qiang)度(du),但碳對(dui)淬(cui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)是以(yi)固溶強(qiang)(qiang)化方式產生影(ying)響的(de),而(er)對(dui)低(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)則(ze)是以(yi)析(xi)出碳化物(wu)數量(liang)(liang)為(wei)主要(yao)影(ying)響方式。所以(yi),鋼碳含量(liang)(liang)的(de)增加對(dui)低(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)影(ying)響不如對(dui)淬(cui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)影(ying)響大(da)。


 ③. 合金元素雖對回(hui)火(huo)馬氏體的(de)強(qiang)(qiang)度影響不大,卻(que)能(neng)明(ming)顯影響它的(de)韌性。低溫回(hui)火(huo)時(shi),等(deng)強(qiang)(qiang)度的(de)合金鋼(gang)沖擊值可比碳鋼(gang)高幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉變階段(第Ⅱ階段)


  在回(hui)(hui)火230~280℃溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)內,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)分解(jie)還在進行,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)內的含碳(tan)量繼(ji)續降低(di),與此同時(shi),還發(fa)生殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的轉變(bian)(bian),即殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的分解(jie),分解(jie)產(chan)物為低(di)碳(tan)的馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和ε型碳(tan)化物。回(hui)(hui)火時(shi)殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的轉變(bian)(bian)與過冷奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在這一溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)的分解(jie)情況相似,即以類似于(yu)貝氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的轉變(bian)(bian)方式轉變(bian)(bian)。


 殘(can)(can)留(liu)(liu)奧氏體中的含碳量對這個階段的轉(zhuan)變(bian)沒有大的影(ying)響,合(he)金(jin)元素(su),特別(bie)是(shi)鉻會提高殘(can)(can)留(liu)(liu)奧氏體轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度范圍(wei),并可抑制(zhi)殘(can)(can)留(liu)(liu)奧氏體的轉(zhuan)變(bian)。


 由于殘留奧氏體(ti)(ti)的(de)分(fen)解產物是低(di)碳馬氏體(ti)(ti)和ε型碳化(hua)物(或(huo)分(fen)解成下貝氏體(ti)(ti)),所以,對鋼會(hui)有強(qiang)化(hua)作用,出現明顯的(de)硬化(hua)現象。


 3. χ、θ碳化物的形成階段(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(du)(du)區間回火,由于馬(ma)氏體中(zhong)碳(tan)的(de)繼續析出(chu),晶格畸變基本(ben)消(xiao)除(chu),,析出(chu)的(de)碳(tan)化(hua)物質點有(you)聚合傾向(xiang),組織(zhi)中(zhong)的(de)位錯密度(du)(du)減少,李晶界消(xiao)除(chu),這(zhe)一系列變化(hua),使鋼(gang)的(de)硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)有(you)所(suo)下降,但在(zai)(zai)這(zhe)個階(jie)段,有(you)些鋼(gang)會產生脆性,即第一類(lei)回火脆性。在(zai)(zai)馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中(zhong),由于鉻(ge)元(yuan)素的(de)存在(zai)(zai),對碳(tan)化(hua)物的(de)形成(cheng)會起到阻礙作用。


 4. 碳化物的集聚長大階(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。


  實際上,在第皿階段后期,大約從300℃開(kai)始,碳化物開(kai)始集聚、長大。400℃以上,這個過程更明顯了。


  電子顯微鏡分析表明(ming):在(zai)較低溫(wen)度(du)下回(hui)火(huo)時形成(cheng)的碳(tan)化(hua)(hua)物呈(cheng)圓(yuan)片狀,隨回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)的提(ti)高逐(zhu)漸粗化(hua)(hua),最后變成(cheng)球狀。在(zai)550℃以(yi)上,獲(huo)得(de)顆(ke)粒狀碳(tan)化(hua)(hua)物,再提(ti)高回(hui)火(huo)溫(wen)度(du),碳(tan)化(hua)(hua)物顆(ke)粒粗化(hua)(hua)、變大(da)。在(zai)碳(tan)化(hua)(hua)物集聚、長大(da)的過(guo)程中,發生(sheng)了(le)碳(tan)及合金(jin)元素的擴散。


  鋼中的合(he)金(jin)元素(su)在(zai)這一階(jie)段發揮了明(ming)顯(xian)的作用,因為溫(wen)度較高,合(he)金(jin)元素(su)已經有能(neng)力進(jin)行擴散和移動。所以(yi),合(he)金(jin)元素(su)在(zai)鐵素(su)體和碳(tan)化(hua)物之間進(jin)行重新(xin)分配。


  由(you)于碳從鐵素體(ti)中充分析(xi)出及碳化物的集聚長大,鋼的硬度(du)(du)和(he)強度(du)(du)下降,而塑性和(he)韌性上升,使鋼具有優良的綜合性能。但(dan)有些(xie)合金鋼在(zai)這個溫度(du)(du)區(qu)間回火時,會產(chan)生第(di)二類回火脆性。


  馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)含(han)有較高的鉻,并在(zai)淬火(huo)(huo)鋼(gang)回火(huo)(huo)過程中(zhong)的各(ge)個階段產生不(bu)同程度的作用。


  鉻是強碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)形成元(yuan)素,會(hui)增加碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)原子間的(de)(de)結合(he)力,使碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)細(xi)小(xiao)顆粒(li)的(de)(de)溶解難以進行,所以,會(hui)阻礙較大碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)顆粒(li)的(de)(de)長大、集聚(ju),也就會(hui)使回火鋼因碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)集聚(ju)長大而引起(qi)的(de)(de)硬度下降(jiang)作用(yong)減弱。


  另外,在較高(gao)溫度(du)回(hui)火(huo)時,由于含(han)鉻(ge)的特(te)殊碳化物的彌散析(xi)出,使回(hui)火(huo)鋼的硬度(du)產生回(hui)升現象。


  有(you)的(de)(de)資(zi)料顯(xian)示,含鉻(ge)12%的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不銹鋼在450℃左(zuo)右回火時,會出(chu)(chu)現硬度最高點,并(bing)認為(wei),這除了鉻(ge)阻礙碳化物長大和特(te)殊碳化物彌散(san)析出(chu)(chu)的(de)(de)原因外,還可(ke)能與殘(can)留奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體轉變成回火馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體有(you)關(guan)。


 綜(zong)上(shang)所述,鉻在馬氏體不銹鋼回(hui)(hui)火(huo)轉變(bian)過程中、發揮阻礙回(hui)(hui)火(huo)續變(bian)的作用。這就是為什么要獲得與碳(tan)含量相同的碳(tan)鋼同樣硬度(du)和強度(du)時,必須提高回(hui)(hui)火(huo)溫度(du)和延長保(bao)溫時間(jian)的原因。




二、馬氏體不銹鋼的(de)回火脆性


 1. 回(hui)火脆(cui)性(xing)分類


  鋼的(de)(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)指某些淬火(huo)(huo)(huo)鋼在(zai)某一(yi)溫(wen)度區(qu)間(jian)(jian)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)時,沖擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下降、脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增加的(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)250~400℃溫(wen)度區(qu)間(jian)(jian)產生(sheng)的(de)(de)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)稱(cheng)第(di)一(yi)類(lei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),由于產生(sheng)的(de)(de)溫(wen)度較低(di),又稱(cheng)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),這(zhe)種回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)產生(sheng)后(hou),可(ke)(ke)以用更高溫(wen)度的(de)(de)加熱消除,之后(hou),再在(zai)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)產生(sheng)溫(wen)區(qu)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)時將不再產生(sheng)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),所以,也稱(cheng)不可(ke)(ke)逆回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。大多數(shu)鋼都有第(di)一(yi)類(lei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing):


  在450~700℃溫度(du)(du)區間產生(sheng)的脆(cui)性(xing)(xing)稱第二類回火(huo)脆(cui)性(xing)(xing),由于產生(sheng)的溫度(du)(du)較高(gao),又稱高(gao)溫回火(huo)脆(cui)性(xing)(xing),這種脆(cui)性(xing)(xing)產生(sheng)后(hou)(hou),可(ke)以通過高(gao)于脆(cui)化溫度(du)(du)加(jia)熱(re)后(hou)(hou)快冷予以消除(chu),但消除(chu)后(hou)(hou)如(ru)果再次在脆(cui)化溫度(du)(du)加(jia)熱(re)緩冷,則(ze)又重復產生(sheng)脆(cui)性(xing)(xing),所以,也(ye)稱可(ke)逆回火(huo)脆(cui)性(xing)(xing)。


 第(di)(di)二(er)類(lei)回(hui)火脆(cui)性(xing)多產生于鉻一錳、鉻-鎳等(deng)合金鋼(gang)中(zhong),因為(wei)許多工程零件需要在高溫(wen)(wen)回(hui)火后使用,回(hui)火溫(wen)(wen)度可能重合于脆(cui)化溫(wen)(wen)度,所以(yi),人們對第(di)(di)二(er)類(lei)回(hui)火脆(cui)性(xing)更重視,研究也比(bi)較深入。


 2. 回火脆性產生的原因


 關于回火脆性(xing)的產生原因和本質(zhi),雖有大量的研(yan)究(jiu),但(dan)仍(reng)未有統(tong)一的意(yi)見,存在不同的假(jia)說(shuo)和理(li)論(lun)。


①. 析出理論


 淬(cui)火(huo)鋼回火(huo)時,淬(cui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)過飽(bao)和的(de)碳優先,以晶間斷裂(lie)為(wei)(wei)主要(yao)特(te)征的(de)事實來證(zheng)明(ming)。還有的(de)研究(jiu)者認(ren)為(wei)(wei)是鋼回火(huo)時,在某(mou)一溫(wen)(wen)度(du)條件下,各種組(zu)約在固(gu)(gu)溶(rong)(rong)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解的(de)回冷卻時被(bei)溶(rong)(rong)物從(cong)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)析出(chu),并(bing)(bing)以不(bu)(bu)利于韌(ren)性的(de)狀態分布。反之,快診求它們被(bei)保留在固(gu)(gu)并(bing)(bing)以不(bu)(bu)利的(de)韌(ren)性無測顯(xian)影響(xiang)。但用析出(chu)物來解釋回火(huo)脆性的(de)常(chang)不(bu)(bu)中(zhong)(zhong)(zhong),不(bu)(bu)修充(chong)分,因為(wei)(wei)在產生(sheng)脆性的(de)溫(wen)(wen)度(du)與室(shi)溫(wen)(wen)時相比,碳等理由仍并(bing)(bing)解度(du)沒有很大區別,另外,脆性及脆化程度(du)并(bing)(bing)不(bu)(bu)與回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)成比例。


②. 碳化物轉變理(li)論(lun)


 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(lun)似乎告訴我們回(hui)火(huo)脆性與(yu)回(hui)火(huo)加熱、保溫溫度有關(guan),但事(shi)實是回(hui)火(huo)脆性恰(qia)恰(qia)與(yu)冷卻方式(shi)有關(guan)。


③. 殘留奧氏體轉變理論(lun)


  鋼在(zai)加(jia)熱奧(ao)氏體化(hua)時,由于(yu)擴散的(de)作用(yong),碳(tan)和(he)(he)合金元(yuan)素聚集在(zai)奧(ao)氏體晶(jing)界處(chu),引起奧(ao)氏體晶(jing)內與晶(jing)界處(chu)成分不均勻。淬(cui)火冷(leng)卻(que)(que)后,晶(jing)內組織發生了馬(ma)(ma)氏體轉變,晶(jing)界處(chu)因(yin)含有較(jiao)高的(de)碳(tan)和(he)(he)合金元(yuan)素,呈(cheng)薄膜狀(zhuang)的(de)奧(ao)氏體較(jiao)穩定,沒發生轉變而保留下來。在(zai)回火加(jia)熱時,由于(yu)碳(tan)和(he)(he)合金元(yuan)素的(de)析出降低了其穩定性(xing),在(zai)回火冷(leng)卻(que)(que)時,發生了馬(ma)(ma)氏體相變,從而引起脆性(xing)。


  但是,這一(yi)理論與(yu)回火(huo)后緩慢冷卻有脆(cui)性(xing),快速冷卻則無(wu)脆(cui)性(xing)的(de)事實(shi)相矛盾,并且不能解(jie)釋回火(huo)脆(cui)性(xing)可逆性(xing)的(de)特征。


④. 雜質元素晶界偏析理論。


 當鋼(gang)(gang)中(zhong)含有低熔點的(de)(de)(de)(de)銻、磷、錫等雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi),在(zai)鋼(gang)(gang)加熱過程中(zhong),它們溶(rong)于固溶(rong)體內,使(shi)鐵的(de)(de)(de)(de)晶格產(chan)生(sheng)彈性畸變和系統(tong)能量增高(gao),晶界(jie)(jie)處由(you)于缺陷較(jiao)多,在(zai)一定條件下,雜質會自發地向晶界(jie)(jie)區偏聚(ju)。另外,在(zai)回(hui)火(huo)過程中(zhong),蕨化物(wu)沉淀析出(chu)時(shi),雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)會被排(pai)斥在(zai)碳(tan)化物(wu)之外,促使(shi)基體利碳(tan)化物(wu)界(jie)(jie)面附近的(de)(de)(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)濃(nong)度增加。雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)這種(zhong)不規則的(de)(de)(de)(de)濃(nong)集層(ceng)降低了晶面間(jian)的(de)(de)(de)(de)結合力,為裂紋提供了成核和擴(kuo)展的(de)(de)(de)(de)機會,持這種(zhong)觀點的(de)(de)(de)(de)研究者還指出(chu),當鋼(gang)(gang)中(zhong)含有鉻(ge)、鎳等元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi),由(you)于在(zai)奧氏(shi)體化過程中(zhong)也會產(chan)生(sheng)一定程度的(de)(de)(de)(de)偏聚(ju),而合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)和雜質之間(jian)存在(zai)化學親合力,又加強了雜質元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)偏聚(ju)程度,所以,含鉻(ge)、鎳等元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)合金鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)回(hui)火(huo)脆性更(geng)明顯一些。


 但是(shi),這個理論也沒能(neng)解釋清(qing)楚回(hui)火(huo)脆性(xing)和回(hui)火(huo)冷卻速度有(you)密(mi)切關系的(de)原因。


 總之,關(guan)于鋼(gang)的(de)回火脆性(xing)(xing)的(de)實質還是一個需要(yao)繼續深(shen)入探(tan)討的(de)課題。雖然,目前還缺少一個最完(wan)善(shan)的(de)理論來解釋(shi)鋼(gang)的(de)回火脆性(xing)(xing)。但(dan)在某些方(fang)面(mian)還是有相似觀點的(de)。


 ①. 沖擊(ji)斷裂(lie)基本上是(shi)沿晶界發(fa)生的。可以認為回(hui)火脆性是(shi)晶界轉變的結果(guo)。


 ②. 第二類(lei)回火脆(cui)性是可(ke)逆的。可(ke)以認(ren)為回火脆(cui)性應該與某些析(xi)出物的溶解、析(xi)出過程有關(guan)。


 ③. 第二類回(hui)火脆性(xing)的產生與(yu)回(hui)火冷卻速度相關(guan),可以認為回(hui)火脆性(xing)與(yu)回(hui)火冷卻過程(cheng)中(zhong)是(shi)否有(you)(you)析出物有(you)(you)關(guan)。


 3. 鋼的(de)回火脆(cui)性的(de)判(pan)斷(duan)和評(ping)價


 第二類回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)的(de)產生(sheng)與回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)冷(leng)(leng)卻速度有(you)關,所以,一般(ban)用(yong)鋼在回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)快冷(leng)(leng)和緩(huan)冷(leng)(leng)后所測(ce)到的(de)沖擊(ji)(ji)值的(de)比值來評價其是否有(you)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)及其嚴(yan)重(zhong)程度。如(ru)某材(cai)料的(de)兩組(zu)沖擊(ji)(ji)試樣(yang),保證在其他(ta)條(tiao)件相同(tong)的(de)條(tiao)件下,一組(zu)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)采用(yong)快冷(leng)(leng),另一組(zu)采用(yong)緩(huan)慢冷(leng)(leng)卻,若(ruo)快冷(leng)(leng)樣(yang)沖擊(ji)(ji)功為90J,緩(huan)慢冷(leng)(leng)卻樣(yang)沖擊(ji)(ji)功為60J,則(ze)Δ=90/60=1.5,稱Δ為回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)敏感系數。一般(ban)當Δ>1,即認為有(you)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)傾(qing)向,Δ值越大,說明該材(cai)料在回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)溫(wen)度下的(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)越嚴(yan)重(zhong)。


 這種評(ping)價回火脆(cui)性(xing)的(de)(de)方法,一般能滿足常規(gui)條件下(xia)工作零(ling)件對(dui)韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)需要,在一些特(te)殊環境和條件下(xia)工作零(ling)件,對(dui)材料(liao)(liao)韌(ren)(ren)性(xing)及韌(ren)(ren)性(xing)變(bian)化有特(te)別要求時,還應(ying)該采用更嚴格(ge)的(de)(de)評(ping)價方法。如測(ce)定材料(liao)(liao)的(de)(de)冷(leng)脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度,或測(ce)定材料(liao)(liao)不同回火冷(leng)卻方式對(dui)冷(leng)脆(cui)轉變(bian)溫(wen)度提高(gao)程度的(de)(de)影響等。當然,這些測(ce)試和評(ping)價更復雜,成(cheng)本更高(gao)。


 4. 合(he)金元素對回火脆性的影響(xiang)


  一般認為(wei)碳鋼(gang)是(shi)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)不(bu)敏(min)感的(de)鋼(gang),合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)有不(bu)同程度的(de)影響,而且還與其含量、與碳及(ji)其他合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)的(de)配比有關。合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)的(de)影響可大(da)致(zhi)分為(wei)以(yi)下情況。增大(da)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)有錳硅、鉻、釩、磷(lin)、氫、硼等(deng);減小回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)有鉬、鎢(wu)等(deng);對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)影響不(bu)明顯(xian)的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)有鈦、鈮、鋯(gao)等(deng);銅、鎳等(deng)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)單獨(du)影響作用不(bu)大(da)。


 在(zai)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼中的主要合金元素(su)對回火脆性傾向影響情況如下:


 ①. 鉻:對回火脆(cui)性有(you)影響,且隨鉻含量(liang)的增加而(er)增加。當鋼(gang)中(zhong)還(huan)有(you)鎳(nie)、錳、磷元素時,影響更大。


 ②. 鎳:鎳元(yuan)素(su)本(ben)身對回火(huo)脆(cui)性影(ying)響不明顯(xian),但與鉻、錳、磷等元(yuan)素(su)在(zai)一起時,則產生回火(huo)脆(cui)性。


 ③. 釩:增(zeng)大回火脆性。但加釩的鋼提高了抗回火穩(wen)定(ding)性,-般采用更高的溫度(du)回火,可能遠離鋼的回火脆性溫度(du)區間(jian),所以(yi),實用上對回火脆性反(fan)映不很明顯。


 ④. 鉬(mu)(mu):有人認為鉬(mu)(mu)本身對回火脆性(xing)(xing)有影響,但適當地加入有回火脆性(xing)(xing)的鉻鋼(gang)(gang)、鉻-鎳(nie)鋼(gang)(gang)、鎳(nie)-錳鋼(gang)(gang)、鉻-錳鋼(gang)(gang)中(zhong),反而會減(jian)小和消(xiao)除鋼(gang)(gang)的回火脆性(xing)(xing)。但也有資料報道,在某些鋼(gang)(gang)中(zhong),當鉬(mu)(mu)含量(liang)超過一定量(liang)時,反而增大了回火脆性(xing)(xing)。


 在馬氏體類不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),一般認為都有(you)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性傾向,其中(zhong),2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等有(you)明(ming)顯的回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性傾向。


5. 減小和(he)消除回火脆性(xing)的方法


  鋼的回(hui)火(huo)脆性,特別是第二類回(hui)火(huo)脆性給許多材料在(zai)(zai)使(shi)用中帶來(lai)危害,應引(yin)起注(zhu)意。在(zai)(zai)減(jian)小或(huo)消除鋼的回(hui)火(huo)脆性方(fang)面,人(ren)們(men)做了大量工作,并積累了一些經驗。在(zai)(zai)工程實用上(shang)可采取的手段(duan):一方(fang)面從(cong)(cong)控制化學成分入手,另(ling)一方(fang)面是從(cong)(cong)改善回(hui)火(huo)冷卻方(fang)法(fa)上(shang)做工作。


 屬(shu)于化學成分(fen)方面的(de)措施,包括合理設(she)計鋼的(de)成分(fen),控(kong)制引起回(hui)火脆性的(de)合金元(yuan)素的(de)含量和(he)配比(bi),或者(zhe)合理加入減(jian)小回(hui)火脆性的(de)合金元(yuan)素,如鉬、鎢等(deng)。再就是(shi)提高鋼的(de)純度,減(jian)少(shao)雜質和(he)低熔點元(yuan)素。


 在(zai)熱處(chu)理方法(fa)上(shang),最簡單可行(xing)的(de)(de)是(shi)用(yong)回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷方法(fa)。為減少因回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷產(chan)生(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li),對于大型工件或要求嚴格控制(zhi)殘留應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)工件,可在(zai)回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷后(hou),再采(cai)用(yong)一次低(di)于產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性溫度下(xia)的(de)(de)去應(ying)(ying)力(li)回火(huo)(huo)。也有的(de)(de)采(cai)用(yong)兩(liang)段(duan)(duan)回火(huo)(huo)冷卻方法(fa),即回火(huo)(huo)保(bao)溫后(hou),先(xian)快(kuai)(kuai)速冷卻至產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性溫度以下(xia)的(de)(de)溫度,再入爐繼續(xu)以緩慢方式冷卻。當然,這在(zai)實(shi)際操作上(shang)不易準確控制(zhi)分段(duan)(duan)的(de)(de)時機。


 對某些(xie)成分的鋼,可(ke)以(yi)降低(di)淬火(huo)(huo)加熱溫度減輕回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性。現(xian)在(zai),我們可(ke)以(yi)概括地總結一(yi)下:馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),由于含有13%左(zuo)右(you)的鉻(ge)及其他合金元素(su),使其在(zai)加熱奧氏體化、冷卻(que)發生組織轉變及淬火(huo)(huo)后回(hui)火(huo)(huo)過程(cheng)中(zhong)具有了與(yu)碳鋼不(bu)同的特征。


(1) 狀態圖有了改變(bian),縮小(xiao)了γ相區。


(2) 改變(bian)了共析溫度(du)和(he)共析碳含量,降低了馬氏體轉變(bian)溫度(du)。


(3) 鋼在(zai)加熱奧氏體化時,應提高加熱保溫溫度(du)和延長(chang)保溫時間。


(4) 奧氏(shi)體穩定(ding)程度提(ti)高了,可以采用較緩(huan)慢的(de)淬(cui)(cui)火冷卻方式,充分獲得(de)馬(ma)氏(shi)體組織,提(ti)高了鋼的(de)淬(cui)(cui)透性。


(5) 增加了淬火(huo)組織中(zhong)的殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體量(liang)。


(6) 與(yu)碳鋼相(xiang)比,在獲得相(xiang)同硬度和強(qiang)度的情(qing)況下,需提高回火溫度,延(yan)長回火保溫時間。


(7) 增加了(le)鋼的回(hui)火脆(cui)性傾向,必要時(shi)采用快(kuai)冷,以減(jian)少(shao)鋼的回(hui)火脆(cui)性。