回火脆性

回火脆性,是指淬火鋼回火後出現韌性下降的現象。淬火鋼在回火時,隨著回火溫度的升高,硬度降低,韌性升高,但是在許多鋼的回火溫度與衝擊韌性的關係曲線中出現了兩個低谷,一個在 200~400℃之間,另一個在450~650℃之間。隨回火溫度的升高,衝擊韌性反而下降的現象,回火脆性可分為第一類回火脆性和第二類回火脆性。

第一類回火脆性

第一類回火脆性又稱不可逆回火脆性,低溫回火脆性,主要發生在回火溫度為 250~400℃時,

特徵

(1)具有不可逆性;(2)與回火後的冷卻速度無關;(3)斷口為沿晶脆性斷口。

1、產生的原因三種觀點:

(1)殘餘A轉變理論2)碳化物析出理論(3)雜質偏聚理論

2、防止方法

無法消除,不在這個溫度範圍內回火,沒有能夠有效抑制產生這種回火脆性的合金元素

(1)降低鋼中雜質元素的含量;

(2)用Al脫氧或加入Nb、V、Ti等合金元素細化A晶粒;

(3)加入Mo、W等可以減輕;

(4)加入Cr、Si調整溫度範圍(推向高溫);

(5)採用等溫淬火代替淬火回火工藝。

第二類回火脆性

第二類回火脆性又稱可逆回火脆性,高溫回火脆性。發生的溫度在 400~650℃,

特徵

(1)具有可逆性;

(2)與回火後的冷卻速度有關;回火保溫後,緩冷出現,快冷不出現,出現脆化後可重新加熱後快冷消除。

(3)與組織狀態無關,但以M的脆化傾向大;

(4)在脆化區內回火,回火後脆化與冷卻速度無關;

(5)斷口為沿晶脆性斷口。

3、影響第二類回火脆性的因素

(1)化學成分(2)A晶粒大小(3)熱處理後的硬度

4、產生的機理

(1)出現回火脆性時,Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚,都集中在2~3個原子厚度的晶界上,回火脆性隨雜質元素的增多而增大。Ni、Cr不僅自身偏聚,而且促進雜質元素的偏聚。(2)淬火未回火或回火未經脆化處理的,均未發現合金元素及雜質元素的偏聚現象。(3)合金元素Mo能抑制雜質元素向A晶界的偏聚,而且自身也不偏聚。

以上說明:Sb、Sn、P等雜質元素向原A晶界偏聚是產生第二類回火脆性的主要原因,而Ni、Cr不僅促進雜質元素的偏聚,且本身也偏聚,從而降低了晶界的斷裂強度,產生回火脆性。

5、防止方法

(1)提高鋼材的純度,儘量減少雜質;

(2)加入適量的Mo、W等有益的合金元素;

(3)對尺寸小、形狀簡單的零件,採用回火後快冷的方法;

(4)採用亞溫淬火(A1~A3): 細化晶粒,減少偏聚。加熱後為A+F(F為細條狀),雜質會在F中富集,且F溶解雜質元素的能力較大,可抑制雜質元素向A晶界偏聚。

(5)採用高溫形變熱處理,使晶粒超細化,晶界面積增大,降低雜質元素偏聚的濃度。

相關主題關鍵字: 金屬材料,熱處理,回火,脆性

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