眾所周知,淬(cui)火(huo)鋼不能直(zhi)接應用于工程,必須經過回火(huo)才可(ke)使(shi)用。


一、馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼的回(hui)火轉(zhuan)變


 久久99國產精品久久99果凍傳媒: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. 淬火馬氏體的分解階段(duan)(第Ⅰ階段(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(huan)有更進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)認為,在馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分(fen)解并析出碳(tan)(tan)化物之(zhi)前,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中過(guo)飽和的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)原子已(yi)經有一(yi)個偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)過(guo)程(還(huan)不是析出),碳(tan)(tan)原子形(xing)成十分(fen)細(xi)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)團。對(dui)于較(jiao)高含碳(tan)(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼,這個偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)團向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)孿(luan)晶界面偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)。而在較(jiao)低含碳(tan)(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼中,這個偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)團向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位錯線附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)片界面上偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)。有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料將(jiang)這個碳(tan)(tan)原子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)聚(ju)(ju)過(guo)程稱為馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)回火(huo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)準備階(jie)段。


 在(zai)馬(ma)氏體不(bu)銹鋼中,雖然有鉻(ge)的存在(zai),但由于這(zhe)個階段的溫度較低,所以,鉻(ge)不(bu)會對(dui)于這(zhe)個階段產(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(gang)在完成這(zhe)個階段(duan)轉變(bian)后,經低溫回火的馬氏體性(xing)能略有(you)改變(bian),并(bing)有(you)以下(xia)特(te)點。


 ①. 和淬火(huo)狀態的馬(ma)氏體(ti)相(xiang)同,低溫回(hui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)的強度主要(yao)由鋼的含碳量來(lai)決定。合(he)金元素(su)對提高(gao)回(hui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)強度的作用(yong)很(hen)小。


 ②. 含碳(tan)(tan)量大于(yu)0.3%的(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)低溫(wen)(wen)回(hui)火時,基體(ti)(ti)中的(de)固(gu)溶成會(hui)由于(yu)碳(tan)(tan)的(de)析(xi)出而下(xia)降(jiang),降(jiang)至0.2%~0.3%范圍之內,由碳(tan)(tan)過飽和固(gu)溶所(suo)引起的(de)晶格畸變(bian)大部(bu)分會(hui)消除。雖然(ran)碳(tan)(tan)量的(de)變(bian)化仍會(hui)影(ying)響(xiang)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)的(de)強度(du),但(dan)碳(tan)(tan)對淬(cui)火馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)是(shi)以固(gu)溶強化方式(shi)產生影(ying)響(xiang)的(de),而對低溫(wen)(wen)回(hui)火馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)則是(shi)以析(xi)出碳(tan)(tan)化物(wu)數(shu)量為主要(yao)影(ying)響(xiang)方式(shi)。所(suo)以,鋼碳(tan)(tan)含量的(de)增加對低溫(wen)(wen)回(hui)火馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)強度(du)的(de)影(ying)響(xiang)不如對淬(cui)火馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)的(de)影(ying)響(xiang)大。


 ③. 合金元素雖(sui)對回火馬氏體的(de)(de)強(qiang)度影響不(bu)大,卻能明顯影響它的(de)(de)韌(ren)性(xing)。低溫回火時,等強(qiang)度的(de)(de)合金鋼沖擊值可比碳鋼高幾倍。


2. 殘留(liu)奧氏體的轉變階(jie)段(第Ⅱ階(jie)段)


  在回(hui)(hui)火(huo)230~280℃溫度(du)范圍(wei)內,馬氏體(ti)分解還在進行(xing),馬氏體(ti)內的(de)(de)含(han)碳(tan)量繼續降低(di),與此同時,還發(fa)生殘留(liu)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變,即殘留(liu)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)分解,分解產物(wu)為低(di)碳(tan)的(de)(de)馬氏體(ti)和(he)ε型碳(tan)化物(wu)。回(hui)(hui)火(huo)時殘留(liu)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變與過(guo)冷奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)在這一溫度(du)范圍(wei)的(de)(de)分解情況相似(si)(si),即以類似(si)(si)于貝氏體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變方式(shi)轉(zhuan)變。


 殘(can)留奧氏體中(zhong)的(de)含碳量對(dui)這個階段的(de)轉變(bian)沒有大(da)的(de)影響,合金元素,特別是鉻會提高殘(can)留奧氏體轉變(bian)溫度(du)范圍,并可抑制(zhi)殘(can)留奧氏體的(de)轉變(bian)。


 由于殘(can)留奧(ao)氏(shi)體的分(fen)解產(chan)物是低(di)碳馬氏(shi)體和ε型碳化(hua)物(或分(fen)解成下(xia)貝(bei)氏(shi)體),所(suo)以,對鋼會有強(qiang)化(hua)作用,出現(xian)明顯的硬化(hua)現(xian)象。


 3. χ、θ碳化物(wu)的形(xing)成階段(第Ⅲ階段)


   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(jian)回火(huo),由于馬氏體(ti)中碳(tan)的(de)繼續析出,晶(jing)格畸(ji)變基本消(xiao)除,,析出的(de)碳(tan)化物(wu)質點有聚合(he)傾(qing)向(xiang),組(zu)織中的(de)位錯(cuo)密度(du)(du)減少(shao),李晶(jing)界消(xiao)除,這(zhe)一(yi)系列變化,使鋼(gang)的(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)有所下降,但在(zai)(zai)這(zhe)個階(jie)段,有些鋼(gang)會產生脆性,即第一(yi)類回火(huo)脆性。在(zai)(zai)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中,由于鉻元素的(de)存在(zai)(zai),對碳(tan)化物(wu)的(de)形成會起到阻礙(ai)作用。


 4. 碳(tan)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(shi)際上(shang),在第皿(min)階段后期,大約從300℃開始,碳化(hua)物(wu)開始集聚、長(chang)大。400℃以(yi)上(shang),這個過(guo)程更明顯了。


  電(dian)子顯微鏡分析表明:在較低溫(wen)(wen)度下(xia)回(hui)火(huo)(huo)(huo)時形(xing)成的(de)碳化(hua)(hua)物呈圓片狀,隨回(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)度的(de)提高逐漸粗(cu)化(hua)(hua),最(zui)后變成球狀。在550℃以上,獲得顆(ke)粒(li)狀碳化(hua)(hua)物,再(zai)提高回(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)度,碳化(hua)(hua)物顆(ke)粒(li)粗(cu)化(hua)(hua)、變大(da)。在碳化(hua)(hua)物集聚、長大(da)的(de)過(guo)程(cheng)中,發(fa)生了碳及合金元(yuan)素的(de)擴(kuo)散。


  鋼(gang)中的(de)合(he)(he)金元素(su)(su)在這一階段發(fa)揮了明顯的(de)作(zuo)用,因(yin)為(wei)溫度較高(gao),合(he)(he)金元素(su)(su)已經有能力進行(xing)擴散和移(yi)動。所以(yi),合(he)(he)金元素(su)(su)在鐵(tie)素(su)(su)體和碳(tan)化物之間進行(xing)重新分配(pei)。


  由(you)于碳從鐵素體(ti)中(zhong)充分析出及碳化(hua)物的(de)集(ji)聚長大(da),鋼的(de)硬度(du)和強度(du)下(xia)降,而(er)塑性和韌性上升,使鋼具有優良(liang)的(de)綜合性能(neng)。但(dan)有些合金(jin)鋼在這(zhe)個溫度(du)區間回火(huo)時,會產生第二類回火(huo)脆性。


  馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)含有(you)較(jiao)高的(de)(de)鉻,并在淬火鋼回火過程中(zhong)的(de)(de)各個階段產生(sheng)不同程度的(de)(de)作用(yong)。


  鉻是強碳(tan)化(hua)物形成元素,會(hui)增加碳(tan)化(hua)物原(yuan)子間的(de)結合力,使(shi)碳(tan)化(hua)物的(de)細小顆粒的(de)溶解難以進行,所以,會(hui)阻(zu)礙較大碳(tan)化(hua)物顆粒的(de)長大、集(ji)聚(ju),也就會(hui)使(shi)回(hui)火鋼因(yin)碳(tan)化(hua)物集(ji)聚(ju)長大而引起(qi)的(de)硬度下降作用減弱。


  另外,在(zai)較(jiao)高溫度(du)回(hui)火時,由于含(han)鉻的(de)特殊碳(tan)化(hua)物的(de)彌散析出,使(shi)回(hui)火鋼的(de)硬度(du)產生回(hui)升(sheng)現象。


  有(you)的(de)資(zi)料(liao)顯示,含鉻(ge)12%的(de)馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼在450℃左右回火時,會出現硬度最高(gao)點,并認為,這除了鉻(ge)阻礙碳化物(wu)長(chang)大和特殊碳化物(wu)彌散析出的(de)原因外,還可能與(yu)殘留(liu)奧氏體(ti)(ti)轉變成回火馬氏體(ti)(ti)有(you)關。


 綜(zong)上所(suo)述,鉻在馬(ma)氏體不(bu)銹鋼回火(huo)轉變過程中、發揮阻礙回火(huo)續變的作用。這就是為什么要獲(huo)得與碳(tan)含量相同的碳(tan)鋼同樣硬度和強(qiang)度時,必(bi)須提高回火(huo)溫度和延長保溫時間的原(yuan)因。




二(er)、馬氏體(ti)不銹鋼的(de)回火脆性


 1. 回火脆性(xing)分類


  鋼(gang)的回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是指(zhi)某些淬火(huo)(huo)鋼(gang)在(zai)某一(yi)溫(wen)(wen)度區間回(hui)火(huo)(huo)時,沖(chong)擊韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)降、脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增加(jia)的特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)250~400℃溫(wen)(wen)度區間產(chan)(chan)生的脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)稱(cheng)第一(yi)類回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),由于產(chan)(chan)生的溫(wen)(wen)度較低,又稱(cheng)低溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),這種回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)產(chan)(chan)生后(hou),可(ke)(ke)以(yi)用(yong)更(geng)高溫(wen)(wen)度的加(jia)熱消(xiao)除(chu),之后(hou),再在(zai)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)產(chan)(chan)生溫(wen)(wen)區回(hui)火(huo)(huo)時將不(bu)再產(chan)(chan)生脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),所以(yi),也稱(cheng)不(bu)可(ke)(ke)逆回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。大多數(shu)鋼(gang)都有第一(yi)類回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing):


  在(zai)450~700℃溫(wen)度(du)區間產(chan)(chan)生的脆(cui)(cui)性(xing)稱第二類回火脆(cui)(cui)性(xing),由于(yu)產(chan)(chan)生的溫(wen)度(du)較高(gao),又稱高(gao)溫(wen)回火脆(cui)(cui)性(xing),這種脆(cui)(cui)性(xing)產(chan)(chan)生后(hou),可(ke)以通過高(gao)于(yu)脆(cui)(cui)化溫(wen)度(du)加熱后(hou)快(kuai)冷(leng)予(yu)以消(xiao)除(chu),但(dan)消(xiao)除(chu)后(hou)如果再次在(zai)脆(cui)(cui)化溫(wen)度(du)加熱緩(huan)冷(leng),則(ze)又重(zhong)復產(chan)(chan)生脆(cui)(cui)性(xing),所(suo)以,也稱可(ke)逆回火脆(cui)(cui)性(xing)。


 第二(er)類回(hui)火(huo)脆性多(duo)產生于鉻(ge)一錳(meng)、鉻(ge)-鎳等(deng)合(he)金(jin)鋼中,因為許(xu)多(duo)工程零(ling)件(jian)需要在高溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)后使(shi)用,回(hui)火(huo)溫(wen)(wen)度可(ke)能(neng)重合(he)于脆化溫(wen)(wen)度,所以,人們對第二(er)類回(hui)火(huo)脆性更重視,研究也比較(jiao)深(shen)入。


 2. 回火脆性產生的原(yuan)因


 關于回火(huo)脆性的產生原因和(he)本質,雖有大量的研究,但仍(reng)未有統(tong)一的意見,存在不同的假說和(he)理論。


①. 析出理論(lun)


 淬火(huo)鋼(gang)回(hui)火(huo)時(shi),淬火(huo)馬氏體(ti)中(zhong)過飽(bao)和的(de)(de)碳(tan)優先,以(yi)晶間(jian)斷裂為(wei)主要特征(zheng)的(de)(de)事實來證(zheng)明。還有(you)的(de)(de)研(yan)究者認(ren)為(wei)是鋼(gang)回(hui)火(huo)時(shi),在(zai)(zai)某一溫(wen)度(du)(du)條件下,各種組約在(zai)(zai)固(gu)(gu)溶體(ti)中(zhong)的(de)(de)溶解的(de)(de)回(hui)冷卻時(shi)被溶物(wu)從固(gu)(gu)溶體(ti)中(zhong)析出,并(bing)以(yi)不(bu)(bu)利于韌(ren)性(xing)的(de)(de)狀態分(fen)布。反(fan)之,快(kuai)診求(qiu)它們被保留(liu)在(zai)(zai)固(gu)(gu)并(bing)以(yi)不(bu)(bu)利的(de)(de)韌(ren)性(xing)無(wu)測顯(xian)影響(xiang)。但用(yong)析出物(wu)來解釋回(hui)火(huo)脆(cui)(cui)性(xing)的(de)(de)常不(bu)(bu)中(zhong),不(bu)(bu)修(xiu)充分(fen),因為(wei)在(zai)(zai)產(chan)生脆(cui)(cui)性(xing)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)與(yu)室(shi)溫(wen)時(shi)相比,碳(tan)等理(li)由仍并(bing)解度(du)(du)沒有(you)很大區別,另外,脆(cui)(cui)性(xing)及脆(cui)(cui)化程度(du)(du)并(bing)不(bu)(bu)與(yu)回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)成比例。


②. 碳化物轉變理論


 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(gao)訴我們回火(huo)(huo)脆性(xing)與回火(huo)(huo)加熱、保溫溫度(du)有關,但事實是(shi)回火(huo)(huo)脆性(xing)恰恰與冷卻方(fang)式有關。


③. 殘留奧氏體轉變理論(lun)


  鋼(gang)在(zai)(zai)加熱奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)化時,由于擴散的作用,碳(tan)和合金元(yuan)素聚集在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)界(jie)處,引起奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)內(nei)(nei)與晶(jing)界(jie)處成(cheng)分不均(jun)勻。淬火冷(leng)卻(que)后(hou),晶(jing)內(nei)(nei)組織發生(sheng)了馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian),晶(jing)界(jie)處因含有較高的碳(tan)和合金元(yuan)素,呈薄(bo)膜狀的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)較穩(wen)定(ding),沒發生(sheng)轉(zhuan)變(bian)(bian)而保留下(xia)來。在(zai)(zai)回(hui)火加熱時,由于碳(tan)和合金元(yuan)素的析出降(jiang)低(di)了其穩(wen)定(ding)性,在(zai)(zai)回(hui)火冷(leng)卻(que)時,發生(sheng)了馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相變(bian)(bian),從而引起脆性。


  但(dan)是(shi),這一理論與(yu)回火后緩慢冷(leng)卻有脆性,快(kuai)速冷(leng)卻則無脆性的(de)事實相(xiang)矛盾(dun),并且不能解釋回火脆性可逆性的(de)特征(zheng)。


④. 雜質元素晶界偏析理論(lun)。


 當(dang)鋼(gang)中含(han)有低熔點的(de)(de)銻、磷、錫等雜質元(yuan)(yuan)素時,在(zai)鋼(gang)加熱(re)過(guo)程(cheng)(cheng)中,它們溶于固溶體(ti)內(nei),使鐵的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格(ge)產生(sheng)彈性(xing)畸變(bian)和(he)系統(tong)能量增高,晶(jing)(jing)(jing)界(jie)處(chu)由于缺陷較多,在(zai)一(yi)定條件下(xia),雜質會自(zi)發地向晶(jing)(jing)(jing)界(jie)區(qu)偏(pian)聚。另外,在(zai)回(hui)火(huo)(huo)過(guo)程(cheng)(cheng)中,蕨化(hua)物沉淀析出時,雜質元(yuan)(yuan)素會被排斥在(zai)碳(tan)化(hua)物之(zhi)外,促(cu)使基體(ti)利碳(tan)化(hua)物界(jie)面(mian)附近的(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素濃度(du)增加。雜質元(yuan)(yuan)素的(de)(de)這(zhe)(zhe)種不(bu)規則(ze)的(de)(de)濃集層降(jiang)低了晶(jing)(jing)(jing)面(mian)間的(de)(de)結(jie)合力(li),為裂紋提供(gong)了成核和(he)擴展的(de)(de)機會,持這(zhe)(zhe)種觀點的(de)(de)研究(jiu)者還指出,當(dang)鋼(gang)中含(han)有鉻、鎳等元(yuan)(yuan)素時,由于在(zai)奧氏體(ti)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中也會產生(sheng)一(yi)定程(cheng)(cheng)度(du)的(de)(de)偏(pian)聚,而合金(jin)元(yuan)(yuan)素和(he)雜質之(zhi)間存(cun)在(zai)化(hua)學親合力(li),又加強(qiang)了雜質元(yuan)(yuan)素的(de)(de)偏(pian)聚程(cheng)(cheng)度(du),所以,含(han)鉻、鎳等元(yuan)(yuan)素的(de)(de)合金(jin)鋼(gang)的(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)更明(ming)顯一(yi)些。


 但是,這個理論(lun)也沒能(neng)解釋清楚回火(huo)脆性和回火(huo)冷卻(que)速(su)度有密切關系的原因。


 總之(zhi),關于鋼的回火(huo)脆(cui)(cui)性(xing)的實質(zhi)還是一個(ge)需(xu)要繼續深入探討的課(ke)題。雖然,目前還缺(que)少一個(ge)最(zui)完善的理論來(lai)解(jie)釋鋼的回火(huo)脆(cui)(cui)性(xing)。但在(zai)某些方面(mian)還是有(you)相似觀點的。


 ①. 沖擊斷裂基本上是沿晶界發生的(de)。可以認為回火(huo)脆性是晶界轉(zhuan)變(bian)的(de)結果(guo)。


 ②. 第二類回火脆(cui)性是可逆的。可以認為回火脆(cui)性應該與某些(xie)析(xi)出(chu)物的溶解(jie)、析(xi)出(chu)過程有關(guan)。


 ③. 第二(er)類回火(huo)脆性的產生與(yu)回火(huo)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)相關,可以認為回火(huo)脆性與(yu)回火(huo)冷(leng)卻(que)過程中(zhong)是否有(you)析出物有(you)關。


 3. 鋼的(de)(de)回火脆性的(de)(de)判斷和評價


 第二類回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)的(de)產生(sheng)與(yu)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)冷(leng)卻(que)速度(du)有(you)(you)關,所(suo)以,一般用(yong)鋼在(zai)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)快(kuai)冷(leng)和緩(huan)冷(leng)后所(suo)測(ce)到(dao)的(de)沖(chong)擊值(zhi)的(de)比值(zhi)來評(ping)價其(qi)(qi)是否有(you)(you)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)及其(qi)(qi)嚴(yan)重程(cheng)度(du)。如某(mou)材料的(de)兩組沖(chong)擊試(shi)樣(yang)(yang),保證在(zai)其(qi)(qi)他條件(jian)相同(tong)的(de)條件(jian)下,一組回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)采用(yong)快(kuai)冷(leng),另一組采用(yong)緩(huan)慢(man)冷(leng)卻(que),若(ruo)快(kuai)冷(leng)樣(yang)(yang)沖(chong)擊功(gong)為90J,緩(huan)慢(man)冷(leng)卻(que)樣(yang)(yang)沖(chong)擊功(gong)為60J,則Δ=90/60=1.5,稱(cheng)Δ為回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)敏感系(xi)數。一般當Δ>1,即認為有(you)(you)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)傾向(xiang),Δ值(zhi)越(yue)大(da),說明該材料在(zai)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)下的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)越(yue)嚴(yan)重。


 這(zhe)種評價回(hui)火脆性(xing)的(de)(de)方法,一般能滿足常規條(tiao)件下工(gong)作零件對(dui)韌性(xing)的(de)(de)需要,在一些特殊環境和(he)條(tiao)件下工(gong)作零件,對(dui)材料(liao)韌性(xing)及韌性(xing)變(bian)化有(you)特別要求時,還應該采用更嚴格的(de)(de)評價方法。如測(ce)定材料(liao)的(de)(de)冷脆性(xing)轉變(bian)溫度(du),或(huo)測(ce)定材料(liao)不同回(hui)火冷卻方式對(dui)冷脆轉變(bian)溫度(du)提高程度(du)的(de)(de)影響(xiang)等。當然(ran),這(zhe)些測(ce)試和(he)評價更復雜,成本更高。


 4. 合(he)金元素對回火脆(cui)性(xing)的影(ying)響


  一般認為碳鋼是(shi)對(dui)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)不(bu)(bu)敏(min)感的(de)(de)(de)鋼,合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)有不(bu)(bu)同(tong)程度的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),而且(qie)還與其含量、與碳及其他合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)配比有關。合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)可大(da)致分為以下情況。增大(da)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有錳(meng)硅、鉻、釩、磷、氫、硼等(deng);減小回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有鉬、鎢等(deng);對(dui)回(hui)(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)影響(xiang)(xiang)不(bu)(bu)明顯的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有鈦(tai)、鈮、鋯等(deng);銅、鎳等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)單獨影響(xiang)(xiang)作用不(bu)(bu)大(da)。


 在馬氏體不銹鋼中的主要合(he)金元素(su)對回火脆性傾(qing)向(xiang)影(ying)響情況(kuang)如下:


 ①. 鉻(ge):對回(hui)火脆性有(you)影響(xiang)(xiang),且隨鉻(ge)含量的增加(jia)而增加(jia)。當鋼中還有(you)鎳、錳、磷元素時,影響(xiang)(xiang)更大。


 ②. 鎳:鎳元素(su)本身對回火脆性影響不明顯,但與鉻、錳、磷等(deng)元素(su)在一起時,則產生回火脆性。


 ③. 釩:增大回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)。但(dan)加釩的(de)鋼提(ti)高(gao)了抗回(hui)火(huo)(huo)穩定性(xing),-般采用更高(gao)的(de)溫(wen)度回(hui)火(huo)(huo),可能(neng)遠離(li)鋼的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)溫(wen)度區間,所以,實用上對(dui)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)反映不很(hen)明顯。


 ④. 鉬(mu):有(you)(you)人認為鉬(mu)本身對(dui)回(hui)火脆性有(you)(you)影響,但適當地加入(ru)有(you)(you)回(hui)火脆性的鉻鋼(gang)(gang)、鉻-鎳(nie)鋼(gang)(gang)、鎳(nie)-錳(meng)(meng)鋼(gang)(gang)、鉻-錳(meng)(meng)鋼(gang)(gang)中(zhong),反而會減(jian)小和消除(chu)鋼(gang)(gang)的回(hui)火脆性。但也(ye)有(you)(you)資(zi)料報道,在某(mou)些鋼(gang)(gang)中(zhong),當鉬(mu)含(han)量(liang)超過一定量(liang)時,反而增大了回(hui)火脆性。


 在馬氏體類(lei)不(bu)銹鋼中,一般認為都(dou)有回火脆性(xing)傾(qing)向,其(qi)中,2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等有明顯的回火脆性(xing)傾(qing)向。


5. 減小和消(xiao)除(chu)回火(huo)脆性的(de)方法


  鋼的回(hui)火(huo)脆性(xing),特(te)別(bie)是第二類(lei)回(hui)火(huo)脆性(xing)給(gei)許多材(cai)料在使用(yong)中帶來危害,應(ying)引(yin)起注(zhu)意。在減小(xiao)或(huo)消(xiao)除鋼的回(hui)火(huo)脆性(xing)方面,人(ren)們(men)做(zuo)(zuo)了大(da)量(liang)工(gong)作,并積累了一(yi)(yi)些經驗(yan)。在工(gong)程實用(yong)上可(ke)采取的手(shou)段:一(yi)(yi)方面從控制(zhi)化學成分入手(shou),另一(yi)(yi)方面是從改善回(hui)火(huo)冷卻方法(fa)上做(zuo)(zuo)工(gong)作。


 屬(shu)于化學成(cheng)分方面的(de)(de)措施,包(bao)括合(he)理設計鋼(gang)的(de)(de)成(cheng)分,控制引起回(hui)火(huo)脆性的(de)(de)合(he)金元素的(de)(de)含量和配比,或(huo)者合(he)理加(jia)入(ru)減(jian)(jian)小回(hui)火(huo)脆性的(de)(de)合(he)金元素,如鉬(mu)、鎢等。再就是(shi)提(ti)高鋼(gang)的(de)(de)純度(du),減(jian)(jian)少雜質和低熔點元素。


 在(zai)熱處理(li)方法上,最(zui)簡單(dan)可(ke)行(xing)的是用(yong)(yong)回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷方法。為減少因回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷產(chan)生(sheng)的應力,對于大型(xing)工(gong)件(jian)或要求嚴格控(kong)制(zhi)殘留應力的工(gong)件(jian),可(ke)在(zai)回火(huo)(huo)快(kuai)(kuai)冷后(hou),再采用(yong)(yong)一(yi)次低(di)于產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)溫(wen)度(du)下的去(qu)應力回火(huo)(huo)。也有的采用(yong)(yong)兩段(duan)回火(huo)(huo)冷卻方法,即(ji)回火(huo)(huo)保溫(wen)后(hou),先快(kuai)(kuai)速冷卻至(zhi)產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)溫(wen)度(du)以下的溫(wen)度(du),再入爐繼續以緩(huan)慢方式(shi)冷卻。當然,這(zhe)在(zai)實際(ji)操作上不易(yi)準(zhun)確控(kong)制(zhi)分段(duan)的時機(ji)。


 對某些成分的鋼(gang)(gang)(gang),可以(yi)降低淬火加熱溫度減輕(qing)回(hui)火脆性。現在,我們(men)可以(yi)概括地(di)總結一下:馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,由(you)于含有13%左右的鉻及其(qi)他(ta)合(he)金元素,使其(qi)在加熱奧氏體(ti)化(hua)、冷卻(que)發生(sheng)組(zu)織轉變及淬火后回(hui)火過(guo)程中具有了與碳鋼(gang)(gang)(gang)不同的特征。


(1) 狀態圖有了改變,縮小了γ相區。


(2) 改變了共(gong)析溫度和共(gong)析碳含量,降低了馬氏體轉變溫度。


(3) 鋼在加熱奧氏體化時,應提高(gao)加熱保(bao)(bao)溫(wen)溫(wen)度和延(yan)長保(bao)(bao)溫(wen)時間。


(4) 奧氏(shi)體(ti)穩定程度(du)提高了(le),可(ke)以采用較緩慢的(de)淬火冷卻方式,充(chong)分(fen)獲得馬氏(shi)體(ti)組織(zhi),提高了(le)鋼的(de)淬透性(xing)。


(5) 增加(jia)了淬(cui)火組(zu)織中的殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)量。


(6) 與碳(tan)鋼相(xiang)比,在獲得相(xiang)同硬度和(he)強度的情(qing)況下,需提高回火溫(wen)度,延(yan)長回火保溫(wen)時間。


(7) 增(zeng)加了鋼的回(hui)火脆(cui)性(xing)傾向(xiang),必要時采(cai)用快冷,以減少鋼的回(hui)火脆(cui)性(xing)。