机械工程材料——钢的回火

回火是指将淬火钢加热到A1以 下的某温度保温后冷却的工艺。一、回火的目的 1、减少或消除淬火内应力，防 止变形或开裂。 2、获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。 
3、稳定尺寸。回火可使非平衡M与A’转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。 4、高淬透性钢的软化，这类钢空冷即可淬火，如采用回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。 

未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置或使用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行回火。 
二、回火的种类
1、低温回火 回火温度： 150~250℃ 组织转变： 从马氏体中 
析出细片状-碳化物； A’分解为 -碳化物和过饱和铁素体。 

这种在马氏体基体上分布着细片状碳化物的组织称为回火马氏体，用M回表示。 低温回火的目的是在保留淬火后高硬度、 
高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工件。 

2、中温回火 回火温度：350-500℃ 组织转变：-碳化物溶解于铁素体中,同时从铁素体中析出Fe3C。到350℃, 马氏体中的 
含碳量已降到铁素体的平衡成分，内应力大量消除。 M回转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C的组织，称为回火托氏体，用T回表示。 
回火托氏体组织具有较高的弹性极限和屈服极限，并具有一定的韧性，硬度一般为35~45HRC。 
主要用于各类弹簧的热处理。 

3、高温回火 回火温度：500-650℃ 组织转变：Fe3C发生聚集长大，铁素体发生多边形化。 
这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状Fe3C的组织称回火索氏体，用S回表示。 

回火索氏体组织具有良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。 通常把淬火加高温回火的热处理工艺称作“调质处理”，简称“调质”。 
调质广泛用于连杆、轴、齿轮等各种重要结构件的处理。也可作为精密零件、量具等的预备热处理。 
三、回火脆性 回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。 

200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。 
200-300℃，由于高碳钢中A’转变为M回，硬度再次升高。大于300℃,由于Fe3C粗化，马氏体转变为铁素体，硬度直线下降。 

淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时出现的冲击韧性下降的现象，称回火脆性。根据回火脆性出现的温度范围，可将其分为可逆回火脆性和不可逆回火脆性两类。 

1、不可逆回火脆性 又称第一类回火脆性。是指淬火钢在250-350℃回火时出现的脆性。 
这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法。回火时应避开这一温度范围。 

2、可逆回火脆性 又称第二类回火脆性。是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。 回火后快冷不出现。主要发生 在含Cr,Ni,Si,Mn的结构钢中。 防止办法： ⑴ 回火后快冷。 ⑵ 加入合金元素W (约1%)、 Mo(约0.5%)。该法更适用于大截面的零部件。

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