眾所周知(zhi),淬火鋼不能直(zhi)接應用于工程,必須經(jing)過(guo)回火才可使用。


一、馬氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)回(hui)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(cui)火馬氏體(ti)的(de)分(fen)解(jie)階(jie)段(duan)(duan)(第Ⅰ階(jie)段(duan)(duan))


  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。


 還有更進一(yi)步的(de)(de)研究認為,在(zai)馬氏(shi)體(ti)分(fen)(fen)解并析出碳化物之前,馬氏(shi)體(ti)中(zhong)過(guo)飽和的(de)(de)碳原子已經有一(yi)個偏(pian)聚過(guo)程(還不是析出),碳原子形成十分(fen)(fen)細小的(de)(de)偏(pian)聚團。對于較高含碳量的(de)(de)鋼,這個偏(pian)聚團向(xiang)馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)孿(luan)晶界面(mian)(mian)偏(pian)聚。而在(zai)較低含碳量的(de)(de)鋼中(zhong),這個偏(pian)聚團向(xiang)馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)位錯線附近的(de)(de)條片界面(mian)(mian)上偏(pian)聚。有的(de)(de)資(zi)料(liao)將(jiang)這個碳原子的(de)(de)偏(pian)聚過(guo)程稱為馬氏(shi)體(ti)回(hui)火的(de)(de)準備階段(duan)。


 在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中,雖然(ran)有鉻的存在,但(dan)由于(yu)這(zhe)個階(jie)段的溫度較低,所以,鉻不會對于(yu)這(zhe)個階(jie)段產生明顯的影響(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(cui)火(huo)鋼在完成這個階段(duan)轉變后,經低(di)溫(wen)回火(huo)的馬氏體性能略有改(gai)變,并(bing)有以下特點。


 ①. 和淬火(huo)狀態的(de)(de)(de)馬氏體相(xiang)同,低(di)溫回火(huo)馬氏體的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度主要由(you)鋼(gang)的(de)(de)(de)含碳量來決定。合金(jin)元(yuan)素對(dui)提高回火(huo)馬氏體強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)作用很(hen)小。


 ②. 含碳(tan)量大于0.3%的(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)低(di)溫(wen)回火(huo)時,基體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)成會(hui)由(you)于碳(tan)的(de)(de)(de)(de)析出而下降,降至0.2%~0.3%范圍之內,由(you)碳(tan)過飽和固溶(rong)所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)畸變大部分(fen)會(hui)消除。雖然碳(tan)量的(de)(de)(de)(de)變化仍會(hui)影(ying)響馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度,但碳(tan)對(dui)淬火(huo)馬氏(shi)體(ti)是以(yi)固溶(rong)強(qiang)化方式(shi)產生影(ying)響的(de)(de)(de)(de),而對(dui)低(di)溫(wen)回火(huo)馬氏(shi)體(ti)則是以(yi)析出碳(tan)化物數量為主要影(ying)響方式(shi)。所以(yi),鋼(gang)碳(tan)含量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加對(dui)低(di)溫(wen)回火(huo)馬氏(shi)體(ti)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)影(ying)響不(bu)如對(dui)淬火(huo)馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響大。


 ③. 合金元素雖對回(hui)火馬氏體的(de)(de)強度(du)影(ying)響不(bu)大,卻能(neng)明顯(xian)影(ying)響它的(de)(de)韌(ren)性。低溫回(hui)火時,等(deng)強度(du)的(de)(de)合金鋼沖擊值可比碳鋼高幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉變階段(第Ⅱ階段)


  在回火(huo)230~280℃溫度(du)(du)范圍(wei)內,馬氏(shi)體(ti)分(fen)解(jie)還在進行,馬氏(shi)體(ti)內的(de)含碳量繼續(xu)降低,與(yu)此同時(shi),還發生殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)轉變,即殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)分(fen)解(jie),分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)為低碳的(de)馬氏(shi)體(ti)和ε型碳化物(wu)。回火(huo)時(shi)殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)轉變與(yu)過冷(leng)奧氏(shi)體(ti)在這一溫度(du)(du)范圍(wei)的(de)分(fen)解(jie)情況相似(si),即以類似(si)于貝氏(shi)體(ti)的(de)轉變方式(shi)轉變。


 殘(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)中的含碳量對這個階段的轉變沒有大的影響(xiang),合金元素,特(te)別是鉻(ge)會提高殘(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)轉變溫度范圍,并(bing)可抑制殘(can)留奧(ao)氏(shi)體(ti)的轉變。


 由于殘留奧氏體的分(fen)解(jie)(jie)產(chan)物(wu)是低碳馬氏體和ε型(xing)碳化(hua)物(wu)(或分(fen)解(jie)(jie)成下貝(bei)氏體),所以,對(dui)鋼(gang)會(hui)有強化(hua)作用,出現明(ming)顯(xian)的硬化(hua)現象。


 3. χ、θ碳化物的形(xing)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)這(zhe)個(ge)溫度(du)(du)區(qu)間回火,由(you)(you)于馬氏體(ti)中(zhong)碳的(de)繼續析出,晶格畸變基本(ben)消除,,析出的(de)碳化(hua)物(wu)質點有聚合傾向,組織(zhi)中(zhong)的(de)位錯密度(du)(du)減少,李(li)晶界消除,這(zhe)一系列變化(hua),使鋼的(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)有所下降,但(dan)在(zai)這(zhe)個(ge)階段,有些(xie)鋼會(hui)產生脆性(xing),即第(di)一類(lei)回火脆性(xing)。在(zai)馬氏體(ti)不銹鋼中(zhong),由(you)(you)于鉻元素的(de)存(cun)在(zai),對碳化(hua)物(wu)的(de)形成會(hui)起到阻礙作用。


 4. 碳化物的集聚長大階段(第Ⅳ階段)


  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(shi)際(ji)上(shang),在第皿階段后(hou)期,大(da)約從300℃開(kai)始,碳化物(wu)開(kai)始集聚(ju)、長大(da)。400℃以上(shang),這(zhe)個過程更明顯(xian)了。


  電子顯微鏡(jing)分析表(biao)明:在較低溫(wen)(wen)度下回火(huo)時形成(cheng)(cheng)的碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)呈圓片狀,隨回火(huo)溫(wen)(wen)度的提高逐漸(jian)粗(cu)化(hua),最后變成(cheng)(cheng)球(qiu)狀。在550℃以上,獲得(de)顆粒狀碳(tan)化(hua)物(wu)(wu),再提高回火(huo)溫(wen)(wen)度,碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)顆粒粗(cu)化(hua)、變大。在碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)集聚(ju)、長大的過程中,發生了碳(tan)及(ji)合金元素的擴散。


  鋼中的合金元素在(zai)(zai)這(zhe)一階(jie)段發(fa)揮了明顯的作用(yong),因為溫度(du)較高,合金元素已(yi)經有能力進(jin)行(xing)擴散和移動(dong)。所以(yi),合金元素在(zai)(zai)鐵(tie)素體和碳化物(wu)之間(jian)進(jin)行(xing)重新分配。


  由(you)于碳(tan)從鐵素體中充(chong)分析出及碳(tan)化物的(de)集(ji)聚長大,鋼的(de)硬度和(he)強度下降,而(er)塑性和(he)韌性上升,使鋼具有(you)優良的(de)綜合性能。但有(you)些合金鋼在這個溫度區間回(hui)火時(shi),會產生第(di)二類(lei)回(hui)火脆性。


  馬氏體不銹鋼中(zhong)含有較高的(de)鉻,并在淬火鋼回火過程中(zhong)的(de)各個階段(duan)產生不同(tong)程度(du)的(de)作用。


  鉻是(shi)強碳(tan)化物(wu)形成元素,會(hui)(hui)增加碳(tan)化物(wu)原子間的(de)(de)結合力(li),使(shi)碳(tan)化物(wu)的(de)(de)細小顆粒(li)的(de)(de)溶(rong)解(jie)難以(yi)進行,所以(yi),會(hui)(hui)阻(zu)礙較大碳(tan)化物(wu)顆粒(li)的(de)(de)長大、集聚,也就會(hui)(hui)使(shi)回火鋼因(yin)碳(tan)化物(wu)集聚長大而引起(qi)的(de)(de)硬度下降作用減弱(ruo)。


  另外,在較高溫度回(hui)火(huo)時,由于(yu)含鉻的(de)特殊碳化物的(de)彌散(san)析出,使回(hui)火(huo)鋼的(de)硬(ying)度產(chan)生回(hui)升現象(xiang)。


  有的資料顯(xian)示,含鉻12%的馬氏(shi)體不(bu)銹鋼在450℃左右回火時,會(hui)出現硬度最高(gao)點(dian),并認(ren)為(wei),這除了(le)鉻阻礙碳化物長大和特殊碳化物彌(mi)散析出的原因外,還可(ke)能(neng)與殘留奧(ao)氏(shi)體轉變成(cheng)回火馬氏(shi)體有關(guan)。


 綜(zong)上所述,鉻在馬(ma)氏體不銹鋼回(hui)火轉變過程中(zhong)、發揮阻礙回(hui)火續(xu)變的作用(yong)。這就(jiu)是(shi)為什么要獲得與碳含(han)量相同的碳鋼同樣硬度和強度時(shi),必須(xu)提高(gao)回(hui)火溫(wen)度和延長保溫(wen)時(shi)間(jian)的原因。




二、馬氏體不銹鋼的回火脆性(xing)


 1. 回火脆(cui)性分(fen)類


  鋼的回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性是(shi)指(zhi)某些(xie)淬火(huo)(huo)鋼在(zai)某一溫度區間回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)時,沖擊(ji)韌性下降、脆(cui)(cui)(cui)性增加(jia)(jia)的特(te)性。在(zai)250~400℃溫度區間產生(sheng)(sheng)的脆(cui)(cui)(cui)性稱第一類(lei)回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性,由于產生(sheng)(sheng)的溫度較(jiao)低(di),又(you)稱低(di)溫回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性,這種回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性產生(sheng)(sheng)后,可(ke)以用更(geng)高(gao)溫度的加(jia)(jia)熱消除(chu),之后,再在(zai)脆(cui)(cui)(cui)性產生(sheng)(sheng)溫區回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)時將(jiang)不(bu)再產生(sheng)(sheng)脆(cui)(cui)(cui)性,所以,也稱不(bu)可(ke)逆回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性。大(da)多(duo)數鋼都有第一類(lei)回(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)性:


  在(zai)450~700℃溫(wen)度(du)區(qu)間產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)脆性稱第二類(lei)回火(huo)脆性,由于產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)溫(wen)度(du)較(jiao)高,又稱高溫(wen)回火(huo)脆性,這(zhe)種(zhong)脆性產生(sheng)(sheng)(sheng)后,可以(yi)(yi)通過高于脆化(hua)溫(wen)度(du)加熱后快(kuai)冷予(yu)以(yi)(yi)消除(chu),但消除(chu)后如果再次在(zai)脆化(hua)溫(wen)度(du)加熱緩冷,則又重復(fu)產生(sheng)(sheng)(sheng)脆性,所以(yi)(yi),也稱可逆回火(huo)脆性。


 第二(er)類(lei)回(hui)(hui)火脆性多(duo)產生(sheng)于鉻一錳、鉻-鎳等合金(jin)鋼中,因為許(xu)多(duo)工程零件需要在(zai)高溫(wen)回(hui)(hui)火后(hou)使用,回(hui)(hui)火溫(wen)度(du)可能(neng)重(zhong)(zhong)合于脆化溫(wen)度(du),所以,人們(men)對第二(er)類(lei)回(hui)(hui)火脆性更重(zhong)(zhong)視,研究也比(bi)較深入。


 2. 回火脆性(xing)產生(sheng)的原因(yin)


 關于回火(huo)脆性(xing)的(de)(de)(de)產(chan)生原因(yin)和(he)本質,雖有(you)大(da)量的(de)(de)(de)研究,但仍未有(you)統(tong)一的(de)(de)(de)意(yi)見(jian),存在不同的(de)(de)(de)假說和(he)理論。


①. 析出(chu)理論


 淬火(huo)(huo)鋼回(hui)(hui)火(huo)(huo)時(shi)(shi),淬火(huo)(huo)馬(ma)氏體中(zhong)(zhong)過(guo)飽和的(de)(de)碳優先(xian),以(yi)晶間斷裂為(wei)主要(yao)特(te)征的(de)(de)事實來(lai)證(zheng)明。還有的(de)(de)研究者(zhe)認(ren)為(wei)是(shi)鋼回(hui)(hui)火(huo)(huo)時(shi)(shi),在(zai)某(mou)一溫度(du)(du)條件下,各(ge)種組約在(zai)固(gu)溶(rong)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)溶(rong)解(jie)的(de)(de)回(hui)(hui)冷卻時(shi)(shi)被(bei)溶(rong)物從固(gu)溶(rong)體中(zhong)(zhong)析出,并(bing)以(yi)不利于韌性的(de)(de)狀態分(fen)(fen)布。反之,快診(zhen)求它們被(bei)保(bao)留(liu)在(zai)固(gu)并(bing)以(yi)不利的(de)(de)韌性無測顯影(ying)響。但用析出物來(lai)解(jie)釋回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性的(de)(de)常(chang)不中(zhong)(zhong),不修(xiu)充分(fen)(fen),因為(wei)在(zai)產(chan)生脆性的(de)(de)溫度(du)(du)與室溫時(shi)(shi)相比(bi),碳等理(li)由仍(reng)并(bing)解(jie)度(du)(du)沒有很(hen)大區別,另外(wai),脆性及脆化程度(du)(du)并(bing)不與回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫度(du)(du)成比(bi)例。


②. 碳化物轉(zhuan)變理(li)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。


 這個理論似乎告訴我(wo)們回(hui)火(huo)脆性(xing)與(yu)回(hui)火(huo)加(jia)熱(re)、保溫溫度有(you)(you)關,但(dan)事實(shi)是回(hui)火(huo)脆性(xing)恰恰與(yu)冷卻方(fang)式有(you)(you)關。


③. 殘留(liu)奧氏體轉變(bian)理(li)論(lun)


  鋼在(zai)加(jia)熱(re)奧(ao)氏(shi)(shi)體化時(shi),由(you)于擴散的(de)(de)作用,碳和(he)合金(jin)元素(su)聚集(ji)在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體晶(jing)界(jie)處(chu)(chu)(chu),引起奧(ao)氏(shi)(shi)體晶(jing)內(nei)與(yu)晶(jing)界(jie)處(chu)(chu)(chu)成分不均勻。淬火(huo)(huo)冷卻(que)后(hou),晶(jing)內(nei)組織發生了(le)馬氏(shi)(shi)體轉變(bian),晶(jing)界(jie)處(chu)(chu)(chu)因含有(you)較高的(de)(de)碳和(he)合金(jin)元素(su),呈薄膜狀的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體較穩定(ding),沒發生轉變(bian)而(er)保留(liu)下來。在(zai)回火(huo)(huo)加(jia)熱(re)時(shi),由(you)于碳和(he)合金(jin)元素(su)的(de)(de)析(xi)出降低了(le)其穩定(ding)性(xing),在(zai)回火(huo)(huo)冷卻(que)時(shi),發生了(le)馬氏(shi)(shi)體相變(bian),從而(er)引起脆(cui)性(xing)。


  但(dan)是,這一理論與回(hui)火后緩(huan)慢冷卻(que)有脆性,快速冷卻(que)則無脆性的事實(shi)相矛盾,并且不(bu)能解釋(shi)回(hui)火脆性可逆性的特征。


④. 雜質元素(su)晶界偏析理論。


 當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)含(han)有(you)低(di)熔點(dian)的(de)(de)銻、磷、錫(xi)等雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素時(shi)(shi),在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)加(jia)熱(re)過(guo)程中(zhong),它們(men)溶于(yu)(yu)固溶體內,使鐵的(de)(de)晶格產生彈性(xing)畸變(bian)和(he)系統能量增高,晶界處由于(yu)(yu)缺陷(xian)較多,在(zai)(zai)一(yi)定條件(jian)下,雜(za)(za)質(zhi)(zhi)會(hui)自發地(di)向晶界區偏聚。另外(wai),在(zai)(zai)回(hui)火(huo)過(guo)程中(zhong),蕨化(hua)(hua)物(wu)沉淀析出(chu)時(shi)(shi),雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素會(hui)被排斥在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)之(zhi)外(wai),促使基體利碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)界面附(fu)近的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素濃度增加(jia)。雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素的(de)(de)這種不規則的(de)(de)濃集(ji)層降低(di)了(le)晶面間的(de)(de)結(jie)合(he)(he)力,為裂紋提供(gong)了(le)成核和(he)擴(kuo)展的(de)(de)機會(hui),持這種觀點(dian)的(de)(de)研(yan)究者還指出(chu),當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)含(han)有(you)鉻、鎳等元素時(shi)(shi),由于(yu)(yu)在(zai)(zai)奧氏體化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)也會(hui)產生一(yi)定程度的(de)(de)偏聚,而合(he)(he)金元素和(he)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)之(zhi)間存在(zai)(zai)化(hua)(hua)學親(qin)合(he)(he)力,又(you)加(jia)強了(le)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)元素的(de)(de)偏聚程度,所以,含(han)鉻、鎳等元素的(de)(de)合(he)(he)金鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)更明顯一(yi)些。


 但(dan)是(shi),這個理論也沒能解釋(shi)清楚回火脆性(xing)和回火冷(leng)卻速度有密(mi)切關系(xi)的原(yuan)因(yin)。


 總(zong)之,關于鋼(gang)的(de)回火(huo)脆(cui)性的(de)實質(zhi)還(huan)(huan)是一(yi)個需(xu)要繼續深入探討的(de)課題(ti)。雖然,目前還(huan)(huan)缺少一(yi)個最完善(shan)的(de)理論來解釋(shi)鋼(gang)的(de)回火(huo)脆(cui)性。但在(zai)某些方面(mian)還(huan)(huan)是有相(xiang)似觀(guan)點的(de)。


 ①. 沖(chong)擊(ji)斷裂基本上是沿晶(jing)界發(fa)生的。可(ke)以認為回火脆(cui)性是晶(jing)界轉變的結果。


 ②. 第二類回火(huo)脆(cui)性(xing)是可逆的(de)。可以認(ren)為(wei)回火(huo)脆(cui)性(xing)應該與某些析(xi)出物的(de)溶解、析(xi)出過程有關。


 ③. 第(di)二類回(hui)火脆(cui)性的(de)產生與回(hui)火冷卻速度相關,可以認(ren)為(wei)回(hui)火脆(cui)性與回(hui)火冷卻過程中是否有析出物有關。


 3. 鋼的回(hui)火脆性的判斷和評(ping)價


 第(di)二類(lei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)產生與(yu)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)速度有(you)(you)關,所(suo)以(yi),一(yi)(yi)般用鋼在(zai)(zai)(zai)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)快冷(leng)(leng)(leng)和緩冷(leng)(leng)(leng)后所(suo)測到的(de)(de)沖擊值(zhi)的(de)(de)比值(zhi)來評價(jia)其是否有(you)(you)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)及其嚴重程度。如某材(cai)料的(de)(de)兩組(zu)沖擊試(shi)樣(yang)(yang)(yang),保證在(zai)(zai)(zai)其他條(tiao)件(jian)相同的(de)(de)條(tiao)件(jian)下,一(yi)(yi)組(zu)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)采用快冷(leng)(leng)(leng),另一(yi)(yi)組(zu)采用緩慢冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que),若快冷(leng)(leng)(leng)樣(yang)(yang)(yang)沖擊功為90J,緩慢冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)樣(yang)(yang)(yang)沖擊功為60J,則Δ=90/60=1.5,稱Δ為回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)敏感系數。一(yi)(yi)般當Δ>1,即認為有(you)(you)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)傾向,Δ值(zhi)越大(da),說明該材(cai)料在(zai)(zai)(zai)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度下的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)越嚴重。


 這(zhe)種(zhong)評(ping)價回(hui)火(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)的(de)方(fang)法(fa),一般能滿(man)足常規(gui)條件下工作(zuo)零件對韌性(xing)(xing)的(de)需要,在一些(xie)特(te)殊環境(jing)和(he)條件下工作(zuo)零件,對材料(liao)韌性(xing)(xing)及韌性(xing)(xing)變化(hua)有特(te)別(bie)要求時,還應(ying)該(gai)采(cai)用更嚴格(ge)的(de)評(ping)價方(fang)法(fa)。如測定材料(liao)的(de)冷脆(cui)(cui)性(xing)(xing)轉變溫度(du),或測定材料(liao)不同(tong)回(hui)火(huo)冷卻(que)方(fang)式對冷脆(cui)(cui)轉變溫度(du)提高(gao)程度(du)的(de)影響(xiang)等。當然,這(zhe)些(xie)測試和(he)評(ping)價更復雜,成(cheng)本更高(gao)。


 4. 合金元素(su)對回(hui)火(huo)脆性的影響


  一般認為(wei)碳鋼(gang)是(shi)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)敏感的(de)鋼(gang),合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)有(you)不(bu)(bu)同程度的(de)影響(xiang),而且還與其含量、與碳及(ji)其他合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)配比(bi)有(you)關(guan)。合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)的(de)影響(xiang)可大(da)致(zhi)分為(wei)以下情況。增大(da)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有(you)錳硅(gui)、鉻、釩(fan)、磷、氫、硼等;減小回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有(you)鉬(mu)、鎢(wu)等;對(dui)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)影響(xiang)不(bu)(bu)明顯的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有(you)鈦(tai)、鈮、鋯(gao)等;銅、鎳等元(yuan)(yuan)素(su)(su)單(dan)獨(du)影響(xiang)作用(yong)不(bu)(bu)大(da)。


 在馬氏(shi)體不銹鋼(gang)中的主要合(he)金元素對回火脆性傾向影響情(qing)況如下:


 ①. 鉻:對回火(huo)脆性有影響,且隨(sui)鉻含量的增加而(er)增加。當鋼(gang)中還有鎳、錳、磷元素時(shi),影響更大。


 ②. 鎳:鎳元素本身對回(hui)火(huo)脆性影響不明(ming)顯,但(dan)與鉻(ge)、錳(meng)、磷等元素在(zai)一起時,則產生回(hui)火(huo)脆性。


 ③. 釩(fan):增大回(hui)火脆性(xing)。但加釩(fan)的(de)鋼(gang)提高了抗回(hui)火穩(wen)定(ding)性(xing),-般采用(yong)(yong)更高的(de)溫(wen)度回(hui)火,可能遠離鋼(gang)的(de)回(hui)火脆性(xing)溫(wen)度區間(jian),所以(yi),實(shi)用(yong)(yong)上對(dui)回(hui)火脆性(xing)反映不很明顯。


 ④. 鉬(mu):有(you)人認(ren)為鉬(mu)本身對回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)有(you)影響(xiang),但適(shi)當地加(jia)入有(you)回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)的(de)鉻(ge)鋼、鉻(ge)-鎳鋼、鎳-錳鋼、鉻(ge)-錳鋼中(zhong),反而(er)會減小和消除鋼的(de)回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)。但也(ye)有(you)資料報道,在(zai)某(mou)些鋼中(zhong),當鉬(mu)含量超過一定量時(shi),反而(er)增(zeng)大(da)了回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)。


 在馬(ma)氏(shi)體(ti)類(lei)不銹(xiu)鋼中(zhong),一般認為(wei)都(dou)有回火(huo)脆性(xing)傾(qing)向(xiang),其中(zhong),2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等有明顯(xian)的回火(huo)脆性(xing)傾(qing)向(xiang)。


5. 減(jian)小和消除回(hui)火脆性的方法


  鋼(gang)(gang)的回火脆性(xing),特(te)別是第二(er)類回火脆性(xing)給許(xu)多材料在(zai)使(shi)用中帶(dai)來(lai)危害,應引起注(zhu)意。在(zai)減(jian)小(xiao)或消除鋼(gang)(gang)的回火脆性(xing)方面,人們做了大量(liang)工作(zuo),并積累(lei)了一些經(jing)驗。在(zai)工程實用上可采取的手段(duan):一方面從控制化學成分入手,另一方面是從改善回火冷(leng)卻方法上做工作(zuo)。


 屬于(yu)化學成分(fen)方面的(de)(de)措(cuo)施,包括合(he)理設計鋼的(de)(de)成分(fen),控制(zhi)引起回(hui)火脆性的(de)(de)合(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)含量(liang)和(he)配比(bi),或者合(he)理加(jia)入減(jian)(jian)小(xiao)回(hui)火脆性的(de)(de)合(he)金元(yuan)素(su),如鉬、鎢等。再就是提(ti)高鋼的(de)(de)純(chun)度,減(jian)(jian)少(shao)雜質和(he)低熔(rong)點元(yuan)素(su)。


 在熱處理方(fang)(fang)法(fa)上(shang)(shang),最簡單可行的(de)是用回火快冷方(fang)(fang)法(fa)。為減(jian)少(shao)因(yin)回火快冷產(chan)生(sheng)的(de)應力,對于大型工件或要求嚴格控制殘(can)留應力的(de)工件,可在回火快冷后(hou),再采用一次低于產(chan)生(sheng)回火脆性溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)的(de)去應力回火。也有的(de)采用兩(liang)段回火冷卻(que)方(fang)(fang)法(fa),即回火保溫(wen)(wen)后(hou),先快速冷卻(que)至產(chan)生(sheng)回火脆性溫(wen)(wen)度(du)(du)以下(xia)(xia)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du),再入爐繼續(xu)以緩(huan)慢方(fang)(fang)式冷卻(que)。當然,這在實際操作上(shang)(shang)不易準確控制分段的(de)時機。


 對某些成分的鋼(gang),可以降低淬火加(jia)熱(re)(re)溫度減輕回(hui)火脆性(xing)。現在(zai),我們可以概括地總結一下:馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong),由于含有(you)13%左(zuo)右的鉻及其(qi)他合金元素,使其(qi)在(zai)加(jia)熱(re)(re)奧氏(shi)體化、冷(leng)卻(que)發生組(zu)織轉變(bian)及淬火后回(hui)火過程(cheng)中(zhong)具有(you)了與(yu)碳(tan)鋼(gang)不(bu)(bu)同的特征(zheng)。


(1) 狀態(tai)圖有了(le)改變,縮小了(le)γ相區。


(2) 改變(bian)了(le)共(gong)(gong)析溫度和共(gong)(gong)析碳含(han)量(liang),降低(di)了(le)馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫度。


(3) 鋼在加熱(re)奧氏體化時(shi),應提高加熱(re)保溫(wen)溫(wen)度和延長保溫(wen)時(shi)間。


(4) 奧氏體穩定程度提(ti)高了,可以采用較緩(huan)慢的淬火冷卻方式(shi),充分獲得馬(ma)氏體組織,提(ti)高了鋼(gang)的淬透性。


(5) 增加了淬火組織中(zhong)的殘留奧(ao)氏體量。


(6) 與碳鋼相比,在獲得相同硬(ying)度和強度的情況下,需(xu)提高回火(huo)溫度,延長回火(huo)保(bao)溫時間。


(7) 增(zeng)加了鋼(gang)的回火(huo)脆性(xing)傾向,必要時(shi)采用(yong)快(kuai)冷,以減少鋼(gang)的回火(huo)脆性(xing)。