【文章內(nèi)容簡介】 溶入 εFeXC 中而提高其穩(wěn)定性，使 εFeXC 不易聚集而推遲 M的分解 . 35Cr、 Mo、 W、 V、 Ti等強(qiáng)碳化物形成元素與碳原子結(jié)合力強(qiáng)，增大 C在 M中的擴(kuò)散激活能，阻礙 C原子的擴(kuò)散，可以將 M分解溫度提高 100～ 150℃ 。⑵ 強(qiáng)碳化物形成元素在合金鋼中，由于合金元素的作用， M分解的溫度將提高，通常把合金元素這種阻礙 α 相中碳含量降低和碳化物顆粒長大，從而使鋼件保持高強(qiáng)度和高硬度的性質(zhì)，稱為 回火穩(wěn)定性或抗回火性。36合金鋼中的殘 A轉(zhuǎn)變與碳素鋼基本相似，只是合金元素可以改變殘余 A分解的溫度和速度，從而可能對殘余 A轉(zhuǎn)變的性質(zhì)和類型產(chǎn)生影響。㈡ 合金元素對殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響⑴ 合金元素對殘 A轉(zhuǎn)變的影響淬火合金鋼回火時(shí)，殘 A的轉(zhuǎn)變與回火溫度和殘 A的穩(wěn)定性有關(guān)。通常，合金元素的加入提高殘 A的穩(wěn)定性。216。 在 Ms點(diǎn)以下溫度回火，殘 A將轉(zhuǎn)變?yōu)?M。若 Ms點(diǎn)較高 (＞ 100℃) ，隨后還將發(fā)生 M的分解，形成 M回 。37① 殘 A在 B區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w；② 殘 A在 P區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w；③ 殘 A在回火加熱和保溫過程中不發(fā)生分解，而在隨后的冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)?M。216。 Ms點(diǎn)以上溫度回火時(shí)，殘 A可能 發(fā)生以下轉(zhuǎn)變：⑵ 回火的二次淬火、穩(wěn)定化及催化現(xiàn)象由于 殘 A本身的穩(wěn)定性高，或在 P和 B區(qū)之間比較穩(wěn)定的區(qū)域保溫時(shí)， 殘 A可以不發(fā)生分解，而在隨后冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)?M，從而提高材料的強(qiáng)度和硬度的現(xiàn)象。① 二次淬火38研究發(fā)現(xiàn)，二次淬火所產(chǎn)生的 M量，與二次淬火的Ms180。點(diǎn)和鋼材原 Ms點(diǎn)之間的關(guān)系密切相關(guān)。② 穩(wěn)定化及催化現(xiàn)象560℃ 回火時(shí)， Ms180。高于 Ms， 產(chǎn)生了催化作用。250℃ 回火時(shí)， Ms180。低于 Ms， 產(chǎn)生了穩(wěn)定化作用。例如： W18Cr4V 鋼的回火工藝Ms180。＞ Ms Ms180。＜ Ms產(chǎn)生的二次淬火 M量較多 產(chǎn)生的二次淬火 M量較少催化 穩(wěn)定化39先在 560℃ 回火，冷卻到 250℃ 再保溫一定時(shí)間，再冷卻到室溫時(shí)， Ms180。＜ Ms， 與 250℃ 回火 工藝效果相同。說明， W18Cr4V鋼的穩(wěn)定化與催化是可逆的，但并非所有鋼殘 A的穩(wěn)定化和催化都是可逆的。催化與穩(wěn)定化機(jī)理的解釋有以下幾種觀點(diǎn)：u 碳化物析出理論；u 相硬化消除理論；u C原子微擴(kuò)散理論：用柯氏氣團(tuán)解釋，柯氏氣團(tuán)有一上限溫度。 40㈢ 合金元素對回火時(shí)碳化物轉(zhuǎn)變的影響鋼中加入合金元素，對回火時(shí)碳化物轉(zhuǎn)變的性質(zhì)并無影響，但可以改變碳化物轉(zhuǎn)變的溫度范圍。合金元素非碳化物形成元素弱碳化物形成元素強(qiáng)碳化物形成元素Si可溶入 εFe XC中使其穩(wěn)定性提高，從而使 εFeXC轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋吞蓟锏臏囟壬?，而其它非碳化物形成元?Co、 Cu、 Ni、 Al的影響較小。 41合金元素非碳化物形成元素弱碳化物形成元素強(qiáng)碳化物形成元素Cr、 Mn使碳化物穩(wěn)定性提高， C擴(kuò)散系數(shù)減小，滲碳體不易析出，使碳化物的轉(zhuǎn)變溫度升高，Cr的作用大于 Mn。強(qiáng)碳化物形成元素 Mo、W、 V、 Ti使碳化物穩(wěn)定性顯著提高， C的擴(kuò)散能力顯著下降，顯著提高碳化物的轉(zhuǎn)變溫度，提高回火穩(wěn)定性。42合金元素不僅影響碳化物的轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)對碳化物聚集與粗化也有很大的影響，使粗化溫度升高，使碳化物能保持較細(xì)小的狀態(tài)。合金鋼回火時(shí)除了有 εFe XC、 χFe 5C θFe 3C外還會(huì)出現(xiàn)特殊類型的碳化物。⑷ 合金鋼中碳化物的類型當(dāng)回火析出 θ 后，繼續(xù)升高回火溫度，就會(huì)發(fā)生滲碳體向更穩(wěn)定的特殊類型碳化物的轉(zhuǎn)變，合金元素不同時(shí)，可以形成不同類型的特殊類型的碳化物。43例如：高 Cr高碳鋼淬火后，在回火過程中碳化物轉(zhuǎn)變過程為(Fe,Cr)3C(Fe,Cr)3C+(Fe,Cr)7C3(Fe,Cr)7C3(Fe,Cr)23C6(Fe,Cr)7C3+ (Fe,Cr)23C6回火溫度升高44⑸ 特殊類型碳化物的形成方式原位形核長大獨(dú)立形核長大總之，回火時(shí)合金鋼中碳化物的轉(zhuǎn)變，與 C及合金元素在 α 相和 碳化物中的重新分配有著密切的關(guān)系。碳化物形成元素在滲碳體中富集，當(dāng)濃度超過合金滲碳體中的溶解度時(shí)，滲碳體的點(diǎn)陣就改組成特殊碳化物的點(diǎn)陣，完成向穩(wěn)定碳化物的轉(zhuǎn)變。直接從 α 相中析出特殊碳化物的晶核，同時(shí)伴隨有合金滲碳體的溶解。通常含有特殊類型碳化物形成元素時(shí)，按此法進(jìn)行。45通常情況下，碳鋼在回火的第三階段即碳化物轉(zhuǎn)變階段，隨著滲碳體顆粒的長大，鋼件硬度將隨回火溫度的升高而逐漸下降。但當(dāng)鋼中含有某些特殊類型碳化物形成元素時(shí)，如Mo、 V、 W、 Ta、 Nb、 Ti等強(qiáng)碳化物形成元素，將減弱鋼件軟化傾向。當(dāng) M中含有足夠量上述碳化物形成元素時(shí)，在 500℃ 以上回火時(shí)將析出細(xì)小的特殊碳化物，導(dǎo)致因回火溫度升高、滲碳體粗化而軟化的鋼再度硬化，這種現(xiàn)象稱為二次硬化 。⑹ 回火時(shí)的二次硬化現(xiàn)象461——%C ，2——%C ， %Cr3——%C ， %Mo4——%C ， %Ti5——%C ， %V6——%C ， 12%Cr7——%C ， %Mo47當(dāng)鋼中含有合金元素時(shí)，在回火過程中，由于合金元素?cái)U(kuò)散能力很低，新生成的 特殊 碳化物彌散度極高，又與 α 相保持共格，隨回火溫度的升高，特殊碳化物尺寸加大，數(shù)量增多，從而使 α 相的共格畸變增大，導(dǎo)致鋼材在隨回火溫度升高而出現(xiàn)硬度升高的現(xiàn)象，即二次硬化。② 二次硬化產(chǎn)生的原因4849合金鋼在高溫回火時(shí)，如果能形成細(xì)小彌散分布的特殊碳化物，由于碳化物又與 α 相保持共格聯(lián)系，因而顯著推遲 α 相的回復(fù)與再結(jié)晶，使 α 相處于較大的畸變狀態(tài)，此時(shí)鋼的硬度、強(qiáng)度仍然可以保持較高的數(shù)值，即具有很高的回火穩(wěn)定性。在合金鋼中，常用合金元素如 Mo、 W 、 Ti、 V、 Cr和 Si等 ，均具有阻礙回火時(shí)各類畸變消除的作用，而且一般都延緩 α 相的回復(fù)與再結(jié)晶以及碳化物的聚集長大過程，從而提高回火穩(wěn)定性。㈣ 合金元素對回火時(shí) α相回復(fù)與再結(jié)晶的影響50合金元素含量增高，這種延緩 α相的回復(fù)與再結(jié)晶的作用越強(qiáng)。鋼中同時(shí)加入幾種合金元素，其相互作用加劇?？傊辖痄摼哂休^高的回火穩(wěn)定性，同時(shí)由于回火時(shí)可以出現(xiàn)二次淬火和二次硬化現(xiàn)象，使零件回火后仍具有較高的硬度和強(qiáng)度，使鋼具有紅硬性和熱強(qiáng)性，這對高溫下工作的零件是非常重要的。51鋼在回火時(shí)機(jī)械性能的變化，與其顯微組織的變化有著密切的關(guān)系。 淬火鋼回火后機(jī)械性能的變化不同碳含量的鋼隨回火溫度的升高，鋼的硬度逐漸降低。鋼的硬度52馬氏體的硬度主要來自過飽和 C的固溶強(qiáng)化。在回火的時(shí)效階段即 100 ℃ 時(shí)，回火組織的硬度略有增加，低溫回火峰值的出現(xiàn)與 η碳化物的共格析出有關(guān)。除時(shí)效階段外，回火的整個(gè)過程都伴隨