技術類型
低溫
低溫回火(150~250攝氏度)目的是在保證淬火後的高硬度和耐磨性的基礎上,降低淬火應力,提高工件韌性。低溫回火得到的是馬氏體組織,硬度可達58~64HRC。常用於處理高碳工具鋼、模具鋼、滾動軸承及滲碳鋼等零件。
中溫
中溫回火(350~500攝氏度)得到的組織為回火托氏體,他具有高的彈性極限、屈服強度及屈強比,同時具有一定的塑性和韌性,硬度一般為35~45HRC。常作為各種彈簧的熱處理。 與中溫碳化物之形成無關,因此對回火軟化無關。此類元素所造成之硬化效果,主要是靠固溶體硬化機構所達成的。另一類合金元素,例如鉻、鉬、鎢、釩等,由於其為促進碳化物形成的元素,因此他們的擴散速率也就影響了回火軟化的速率。
高溫
高溫回火(500~650攝氏度)通常把淬火後在進行高溫回火處理稱為調質處理。調質處理得到的是回火索氏體組織,具有良好的綜合性能。在許多重要的機械結構件中,如受力比較複雜的連桿,重要的螺栓、齒輪及軸類零件,得到了廣泛套用。中高碳鋼調質處理後的硬度一般為200~350HBW。 調質處理後的力學性能與正火相比,不僅強度高,而且塑性和韌性也較好。這是因為調製後得到的回火索氏體中的滲碳體呈顆粒狀,而正火得到的索氏體中的滲碳體則呈片狀,顆粒狀的滲碳體對阻止斷裂過程中裂紋的擴展比片狀滲碳體更有利。
影響因素
回火處理之效果決定於回火溫度、時間即在冷卻速率等因素。隨著回火溫度的提高材料之強度與硬度跟著降低,然而材料之延展性卻跟著提高。
回火脆化現象
材料之耐沖性在300℃回火附近會有一顯著降低現象,此現象稱之為回火脆性。由於碳原子或合金元素之析出與時間有正比的關係,隨著回火時間的延長,材料之硬度會隨著降低。由於回火的溫度是低於相變化之臨界點,材料之強度不會與冷卻速率有關。然而由於回火脆化的原因,若材料在經過375~575℃間之冷卻速率太慢,容易有脆化的現象。若在300℃附近回火,亦有脆化的現象,這是由於不利之板狀碳化物析出所造成的,這一點是在做回火處理時必須注意的。
添加合金元素
一般填加合金元素於鋼中,主要之目的是增加鋼之硬化能力,亦即增大形成麻田散鐵之能力。由於合金元素(原子)之擴散能力較差,因此填加合金元素也就減慢了回火軟化速率。由於合金元素一般可分成兩種功用。第一種功用為非碳化物形成用,此類合金元素以鎳、矽及錳等。由於此類元素與碳化物之形成無關,因此對回火軟化無關。此類元素所造成之硬化效果,主要是靠固溶體硬化機構所達成的。另一類合金元素,例如鉻、鉬、鎢、釩等,由於其為碳化物形成之一份子,因此他們的擴散速率也就影響了回火軟化的速率。