【正文】 第十章鋼的回火轉(zhuǎn)變與回火1回火就是將淬火后鋼在 A1以下溫度加熱、保溫，并以適當速度冷卻的工藝過程?；鼗鸹灸康奶岣叽慊痄摰乃苄院晚g性，降低其脆性降低或消除淬火所引起的殘余應力不可避免地降低其強度和硬度穩(wěn)定工具鋼制品的尺寸2對于合金鋼，隨著合金元素種類和數(shù)量的不同，AR的變化幅度可能更大一些。 淬火鋼回火時的組織變化淬火鋼的組織 馬氏體 殘余奧氏體當 C%＜ ％時， AR量常小于 2％當 C%為 ％ 時， AR量約為 6％當 C%為 ％ 時， AR量超過 30％對于碳鋼3淬火鋼的組織 馬氏體 殘余奧氏體M中的碳是高度過飽和的M具有很高的應變能和界面能殘 A具有一定數(shù)量淬火組織是高度不穩(wěn)定的回火處理就是通過提高原子的活動能力、使轉(zhuǎn)變能以適當?shù)乃俣冗M行，或在適當時間內(nèi)使轉(zhuǎn)變達到所需要的程度。一旦動力學條件具備， M轉(zhuǎn)變就會自發(fā)進行就是使原子具有足夠的活動能力4根據(jù)在不同溫度范圍內(nèi)發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變，碳鋼的整個回火過程可分為 5個有區(qū)別而又相互重疊的階段。時效階段（ 100℃ 以下）：馬氏體中碳原子偏聚回火第 1階段 (80～ 250℃) ：馬氏體分解回火第 2階段 (200～ 300℃) ：殘余奧氏體分解回火第 3階段 (250～ 400℃) ：碳化物析出與轉(zhuǎn)變回火第 4階段 (400℃ 以上 )：滲碳體的聚集長大與 α 相的再結(jié)晶回火轉(zhuǎn)變隨著溫度的升高是連續(xù)進行的，由于所采用的試驗方法和精度不同，不同文獻給出的各階段的溫度范圍略有差異，甚至對回火階段的劃分也不同。 5在 80～ 100℃ 以下回火時，雖然從組織和硬度方面觀察不到明顯變化，但此時 M中卻發(fā)生了 C的偏聚 .㈠ 馬氏體中碳原子偏聚 —— 時效階段 (100℃ 以下 )晶體點陣中的微觀缺陷較多碳鋼中 M是碳在 α–Fe 中的過飽和固溶體， C分布于 bcc點陣的扁八面體間隙中心，使晶體產(chǎn)生較大彈性變形其彈性變形能儲存于 M晶體內(nèi)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要自發(fā)地向穩(wěn)定狀態(tài)過渡M的內(nèi)能較高6⑴ 低碳位錯型馬氏體中碳的偏聚M中 C原子分布在正常 間隙位置時比偏聚在位錯線附近時的電阻要高，因此可通過測定淬火鋼的電阻率變化來間接推測 C原子的偏聚行為。在 20～ 100℃ 的范圍內(nèi) 板條 M晶內(nèi)存在大量的位錯C原子可通過擴散從八面體間隙位置遷出遷入微觀缺陷比較集中的地方而發(fā)生偏聚使 M的內(nèi)能降低C傾向于在位錯線附近偏聚形成 C偏聚區(qū)間隙位置的彈性變形減小導致 M彈性畸變能下降7⑵ 高碳片狀馬氏體中碳原子的富集區(qū)高碳片狀 M的亞結(jié)構(gòu)為孿晶，可被利用的低能量位錯很少，因此除少量 C原子可以向位錯偏聚外，大量碳原子可以在 M的某一晶面 (一般為 {112}α 或{100}α 晶面 )上富集，形成碳濃度比平均碳濃度高的碳原子富集區(qū)。偏聚區(qū)形成的條件M中不具備形成碳化物的條件，或形成的碳化物穩(wěn)定性小于偏聚區(qū)碳原子擴散能力不能過大，否則偏聚區(qū)將因原子擴散而消失8C富集區(qū)的形狀為片狀，厚度為 3197。，寬度為 6197。，長為7197。，每片中含 2～ 3個碳原子。富集區(qū)只是碳原子在某一晶面上的富集，因此，它與母相馬氏體保持密切的聯(lián)系，它的存在將使馬氏體點陣發(fā)生畸變；隨富集區(qū)數(shù)量的增加，畸變量也增加，硬度將有所提高，同時也使馬氏體的電阻率有所提高。C富集區(qū)的能量 C偏聚區(qū)的能量＞C富集區(qū)的穩(wěn)定性 C偏聚區(qū)的穩(wěn)定性＜9在 80～ 250℃ 之間，隨著回火溫度的升高以及回火時間的延長，偏聚區(qū)或富集區(qū)的碳原子將發(fā)生有序化，繼而轉(zhuǎn)變成碳化物而析出，即 M發(fā)生分解。馬氏體分解階段，得到的組織是回火馬氏體。㈡ 馬氏體分解 —— 回火轉(zhuǎn)變第一階段 (80～ 250℃)10M分解過程中隨著碳化物的析出， M中碳含量的不斷下降，將使點陣常數(shù) c下降， a升高，正方度 c/a減小。實驗測定了高碳鋼 (%C)M 的正方度與回火溫度之間的關(guān)系⑴ 高碳馬氏體的分解回火溫度 回火時間 a/197。 c/197。 c/a C%室溫 10年 ， ，100℃ 1h ， ，125℃ 1h 150℃ 1h 175℃ 1h 200℃ 1h 225℃ 1h 250℃ 1h 11當回火溫度低于125℃當回火溫度高于125℃M相呈現(xiàn)兩種正方度 M相呈現(xiàn)一種正方度一種為高碳 M另一種為低碳 M隨回火溫度升高，正方度 c/a逐漸減小， M相中碳含量逐漸降低只存在一種 M相兩種碳含量不同的 M相雙相分解 單相分解12當回火溫度較低（ 20～ 150℃ ）時， M的分解將以雙相分解方式進行 。① 雙相分解在高碳 M分解過程中，碳以碳化物的形式析出，此時析出的碳化物為亞穩(wěn)碳化物，屬于 Fe3N型，一般稱為 ε 碳化物，用 εFe XC表示，其中 X常為 2～ 3。雙相分解由于溫度較低，碳原子擴散能力很弱， εFeXC在 M內(nèi)某些碳富集區(qū)通過能量、結(jié)構(gòu)和成分起伏形核，并向 M中長大。 13εFeXC在長大時，要吸收附近 M中的碳原子，而遠離 εFeXC的M中碳原子仍然保持不變。雙相分解這樣在同一片 M就出現(xiàn)了兩個成分不同而結(jié)構(gòu)相同的區(qū)域。雙相分解的速度與溫度有關(guān)，溫度越高，其分解速度越快，而合金元素對 M的雙相式分解沒有影響。14當溫度超過 125～ 150℃ 后， M的分解將以單相分解即 連續(xù)式分解 方式進行。此時碳原子的活動能力增強，能夠進行較長距離的擴散。② 單相分解因此，已經(jīng)析出的碳化物有可能從較遠處獲得碳原子而長大， M相內(nèi)的碳濃度梯度也可以通過 C的擴散而消除。單相分解15回火溫度達到 300℃ 時，正方度 c/a接近 1，此時 M相的碳濃度 已經(jīng)接近平衡狀態(tài)， M的脫溶分解過程基本結(jié)束。單相分解如此，在 M分解過程中就不再存在兩種碳含量不同的 區(qū)域，但 M相 的碳濃度及正方度 c/a隨分解過程的進行而不斷下降。16⑵ 低碳馬氏體的分解對于低碳的板條 M（ C%% ）在回火溫度為100～ 200℃ 時在回火溫度高于 200℃ 時C仍以偏聚狀態(tài)存在于M內(nèi)而不析出碳化物才有可能通過單相分解析出碳化物證據(jù)： %C鋼，淬火后在 200℃ 回火，使馬氏體析出 εFe XC， 然后塑性變形引入位錯，重新在200℃ 回火，發(fā)現(xiàn)位錯區(qū)的 εFe XC部分重溶。 17綜上所述，在 80～ 250℃ 內(nèi)回火，主要發(fā)生的回火轉(zhuǎn)變是 M分解。 M經(jīng)過分解獲得的是（低碳 M＋ εFeXC）的混合組織，稱為回火 M。注意， 如果在 80～ 250℃ 范圍內(nèi)回火時間過長，回火 M會繼續(xù)發(fā)生變化，碳化物聚集長大， εFe XC轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的碳化物。⑶ 中碳鋼馬氏體的分解中碳鋼正常淬火組織單相分解 雙相分解