材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》ppt课件第八章淬火与回火

返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT8.2 回火回火回火回火将淬火零件重新加热到低于临界点将淬火零件重新加热到低于临界点A A1 1某一温度保某一温度保温，使淬火亚稳组织转变为稳定的回火组织，并以适温，使淬火亚稳组织转变为稳定的回火组织，并以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。回火目的：回火目的：提高淬火钢塑性和韧性，降低其脆性；提高淬火钢塑性和韧性，降低其脆性；降低或消除淬火引起的残余应力；降低或消除淬火引起的残余应力；稳定尺寸稳定尺寸8.2 回火回火回火回火将淬火零件重新加热到低于临界点将淬火零件重新加热到低于临界点返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT一、回火时钢的组织转变一、回火时钢的组织转变 随温度升高，淬火随温度升高，淬火组织将将发生五个生五个阶段段变化：化：马氏体中碳原子偏聚氏体中碳原子偏聚（100以下）以下）马氏体的分解（氏体的分解（100250）产物：物：M回回 残余奥氏体的残余奥氏体的转变（200300）产物：物：M回回（主要）（主要）+B下下（微量）（微量）碳化物析出和碳化物析出和转变（250400）产物：物：T回回 相状相状态变化及碳化物聚集化及碳化物聚集长大（大（400)产物：物：S回回一、回火时钢的组织转变一、回火时钢的组织转变 随温度升高，淬火组织将发生五个随温度升高，淬火组织将发生五个返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT一、回火时组织转变一、回火时组织转变 按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独发生，按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独发生，而是相互重叠的。而是相互重叠的。1.碳原子偏聚（时效阶段）碳原子偏聚（时效阶段）(100以下以下)由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织中有大量亚结构。由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织中有大量亚结构。位错马氏体，低温下位错马氏体，低温下C、N原子短程扩散到位错线附近原子短程扩散到位错线附近孪晶马氏体，低温下孪晶马氏体，低温下C、N原子短程扩散聚集到某一晶面原子短程扩散聚集到某一晶面一、回火时组织转变一、回火时组织转变返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT材料科学与工程专业金属热处理原理及工艺材料科学与工程专业金属热处理原理及工艺ppt课件第八章淬火与回火课件第八章淬火与回火返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT （1 1）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解 a.a.马氏体双相分解（马氏体双相分解（100100150 150 ）当温度低于当温度低于150150时，回火后可出现两种不同正方度的时，回火后可出现两种不同正方度的M M。2.马氏体分解（马氏体分解（100-250 ）回火温度回火温度 回火时间回火时间 acc/a碳含量碳含量(%)室室 温温 10d2.846 3.02 1.062 1.4 1001h2.846 3.02 1.062 1.21251h2.846 2.886 1.013 0.291501h2.852 2.886 1.0120.271751h2.8572.8841.0090.212001h2.8592.878 1.0060.14 2251h2.861 2.8741.0040.082501h2.8632.8721.0030.06含碳含碳 1.4%1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化（1）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解2.马氏体分解（马氏体分解（100-250 返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 双相分解机制双相分解机制：a)a)在在碳碳原原子子的的富富集集区区，形形成成碳碳化化物物核核，周周围围碳碳原原子子的的扩扩散散促促使使其其长长大大。但但由由于于温温度度低低，进进行行的的仅仅仅仅是是近近程程扩扩散散，从从而而形形成具有二个浓度的成具有二个浓度的相，析出的碳化物粒子也不易长大。相，析出的碳化物粒子也不易长大。b)b)在在高高碳碳区区继继续续形形成成新新核核，随随时时间间延延长长，高高碳碳区区逐逐渐渐变变成成低碳区，高碳区减少。低碳区，高碳区减少。c)c)低低碳碳区区增增多多，平平均均成成分分将将至至0.250.25 0.3%0.3%，与与原原始始碳碳量量、分解温度无关。分解温度无关。双相分解机制：双相分解机制：返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT b.b.b.b.马氏体单相分解马氏体单相分解马氏体单相分解马氏体单相分解（150-250 ）当温度高于当温度高于150150时，时，碳原子扩散能力加大，碳原子扩散能力加大，相中不同浓度可通过长程相中不同浓度可通过长程扩散消除，析出的碳化物扩散消除，析出的碳化物粒子可从较远处得到碳原粒子可从较远处得到碳原子而长大。故在分解过程子而长大。故在分解过程中，不再存在两种不同碳中，不再存在两种不同碳含量的含量的相，碳含量和正相，碳含量和正方度不断下降，当温度达方度不断下降，当温度达300300时，正方度时，正方度c c/a a接近接近1 1。（1）高碳马氏体分解）高碳马氏体分解 2.马氏体分解（马氏体分解（100-250 ）b.马氏体单相分解（马氏体单相分解（150-250 ）（1）返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT （2 2）低碳及中碳马氏体的分解）低碳及中碳马氏体的分解 低碳钢及中碳钢低碳钢及中碳钢M MS S点高，淬火过程中会发生碳原子偏点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚及碳化物析出，这一特征称为聚及碳化物析出，这一特征称为自回火自回火自回火自回火。淬火后，在。淬火后，在150150回火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度高于回火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度高于200200时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体到板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体特征。特征。2.马氏体分解（马氏体分解（100-250 ）（2）低碳及中碳马氏体的分解）低碳及中碳马氏体的分解2.马氏体分解（马氏体分解（100-25返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT6007005003004002001000-100-2000.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00温度温度 Wc 100MsMf6007005003004002001000-100-200返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 总总之之，这这一一阶阶段段转转变变完完成成后后，钢钢的的组组织织是是由由有有一一定定过过饱饱和和度度的的固固溶溶体体和和与与其其有有共共格格关关系系的的碳碳化化物物所所组组成成的的复复相相混混合组织，称为回火马氏体合组织，称为回火马氏体(如图如图)。M M回回（-碳化物）碳化物）在普通金相显微镜下，观察不出回火马氏体中的在普通金相显微镜下，观察不出回火马氏体中的碳化碳化物。回火马氏体在形态上与淬火马氏体相似，但回火马氏体物。回火马氏体在形态上与淬火马氏体相似，但回火马氏体易腐蚀，呈黑色组织。易腐蚀，呈黑色组织。产物：产物：回火马氏体。回火马氏体。性能：性能：保留高硬度保留高硬度 总之，这一阶段转变完成后，钢的组织是由有一定过饱和总之，这一阶段转变完成后，钢的组织是由有一定过饱和返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT20202020钢钢钢钢980980980980淬火淬火淬火淬火+200+200+200+200回火组织（回火组织（回火组织（回火组织（400400400400倍）倍）倍）倍）20钢钢980淬火淬火+200回火组织（回火组织（400倍）倍）返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTT12T12T12T12钢钢钢钢1100110011001100淬火淬火淬火淬火+200+200+200+200回火组织（回火组织（回火组织（回火组织（400400400400倍）倍）倍）倍）M回回+ArT12钢钢1100淬火淬火+200回火组织（回火组织（400倍）倍）M回回+A返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTT12T12T12T12钢钢钢钢780780780780淬火淬火淬火淬火+200+200+200+200回火组织（回火组织（回火组织（回火组织（400400400400倍倍倍倍）M回回+碳化物碳化物+ArT12钢钢780淬火淬火+200回火组织（回火组织（400倍）倍）M回回+碳化碳化返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT碳化物碳化物碳化物碳化物返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT3.残余奥氏体分解（残余奥氏体分解（200-300 ）在在200200300300之之间间,钢钢中中的的残残余余奥奥氏氏体体将将发发生生分分解解，转转变为回火马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：变为回火马氏体或下贝氏体。其转变可用下式表示：Ar MAr MAr MAr M回回回回或或或或 B B B B下下下下（碳化物）碳化物）碳化物）碳化物）碳化物可能是碳化物可能是FexC FexC，也可能是，也可能是Fe3C Fe3C。钢钢淬淬火火后后的的残残余余奥奥氏氏体体，与与过过冷冷奥奥氏氏体体同同属属亚亚稳稳组组织织，但二者仍有不同点，如：但二者仍有不同点，如：(1)(1)已已发发生生的的转转变变会会对对残残奥奥氏氏体体带带来来影影响响，如如马马氏氏体体条条间间的的残残余余奥奥氏氏体体含含碳碳量量就就大大大大高高于于平平均均含含碳碳量量，已已转转变变的的马氏体会使残奥处于三向压应力状态等。马氏体会使残奥处于三向压应力状态等。(2)(2)回回火火过过程程中中，马马氏氏体体将将继继续续转转变变，这这必必然然影影响响到到残残余奥氏体的转变。余奥氏体的转变。3.残余奥氏体分解（残余奥氏体分解（200-300 ）在在20返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火屈氏体回火屈氏体4.碳化物的转变（碳化物的转变（250-400 ）亚稳碳化物将转变成为更加稳定的碳化物形式存在。亚稳碳化物将转变成为更加稳定的碳化物形式存在。高碳钢高碳钢：M M+M+M+M+M+（稳定的回火屈氏体）（稳定的回火屈氏体）中碳钢：中碳钢：M M+M+（稳定的回火屈氏体）（稳定的回火屈氏体）低碳钢：低碳钢：M 位错处偏聚位错处偏聚 M+（稳定的回火屈氏体）（稳定的回火屈氏体）产物：产物：回火屈氏体回火屈氏体（饱和（饱和相细小粒状渗碳体）相细小粒状渗碳体）回火屈氏体回火屈氏体4.碳化物的转变（碳化物的转变（250-400 ）M 返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 综上所述综上所述 1.1.板条马氏体板条马氏体 马氏体中的马氏体中的碳碳原子全部析出，在原马氏原子全部析出，在原马氏体内或晶界上析出渗碳体。体内或晶界上析出渗碳体。相仍保持原相仍保持原M M的形态。的形态。2.2.片片状状马马氏氏体体 碳碳化化物物溶溶解解，形形成成碳碳化化物物（FeFe5 5C C2 2），碳碳化化物物再再转转变变成成渗渗碳碳体体。碳碳化化物物仍仍与与基基体体保保持持共共格格关关系系。渗渗碳碳体体与与基基体体无无共共格格关关系系。相相中中的的孪孪晶晶亚亚结结构构消失。消失。这这一一阶阶段段转转变变完完成成后后,钢钢的的组组织织由由饱饱和和的的针针状状相相和和细细小小粒粒状状的的渗渗碳碳体体组组成成，这这种种组组织织称称为为回回火火屈屈氏氏体体。回回火火屈屈氏氏体仍保持原马氏体的形态，但模糊不清。体仍保持原马氏体的形态，但模糊不清。综上所述综上所述返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT5.相状态变化和碳化物聚集长大（相状态变化和碳化物聚集长大（400-700 ）主要发生如下变化：主要发生如下变化：内应力消除：内应力消除：宏观区域性内应力（工件内外），宏观区域性内应力（工件内外），550 全部消除；全部消除；微观区域性内应力（晶粒之间），微观区域性内应力（晶粒之间），500 基本消除；基本消除；晶格弹性畸变应力（碳过饱和），晶格弹性畸变应力（碳过饱和），转变完即消除。转变完即消除。回复与再结晶：回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。碳化物聚集长大：碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并逐渐球化长大，越来越粗大。逐渐球化长大，越来越粗大。产物：产物：等轴状铁素体均匀的球状碳化物等轴状铁素体均匀的球状碳化物 回火索氏体。回火索氏体。5.相状态变化和碳化物聚集长大（相状态变化和碳化物聚集长大（400-700 ）返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火索氏体回火索氏体回火索氏体回火索氏体返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火组织回火组织（M M回回、T T回回、S S回回）比较比较回火组织（回火组织（M回、回、T回、回、S回）比较回）比较返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火组织（回火组织（M M回回、T T回回、S S回回）比较）比较回火组织（回火组织（M回、回、T回、回、S回）比较回）比较返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTT8T8钢的回火组织钢的回火组织（M M回回、T T回回、S S回回）T8钢的回火组织（钢的回火组织（M回、回、T回、回、S回）回）返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT问题：问题：1 1、回火组织、回火组织M M回回、T T回回、S S回回的性能有何差别？的性能有何差别？2 2、T T回回与与T T、S S回回与与S S，在组织和性能上有何差别？，在组织和性能上有何差别？问题：问题：1、回火组织、回火组织M回、回、T回、回、S回的性能有何差别？回的性能有何差别？返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT二、回火组织机械性能二、回火组织机械性能 回火组织机械性能取决于回火组织回火组织机械性能取决于回火组织二、回火组织机械性能二、回火组织机械性能返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT硬度硬度硬度硬度返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT强度强度强度强度返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结 钢在回火时力学性能变化如下：钢在回火时力学性能变化如下：（1 1 1 1）硬度）硬度）硬度）硬度：回火时硬度变化的总趋势是随回火温度的升高而下降但低、：回火时硬度变化的总趋势是随回火温度的升高而下降但低、中碳钢在中碳钢在250 250 以下回火硬度下降不多，高碳钢在以下回火硬度下降不多，高碳钢在100100回火时硬度略有上回火时硬度略有上升，出现一个峰值。升，出现一个峰值。250 250 以上回火硬度持续下降。以上回火硬度持续下降。（2 2 2 2）强强强强度度度度和和和和塑塑塑塑性性性性：回回火火时时强强度度变变化化的的趋趋势势是是随随回回火火温温度度的的升升高高，强强度度（bb、ss、S SK K）不不断断下下降降，塑塑性性（、）不不断断升升高高。但但低低温温回回火火时时强强度度略有上升，塑性基本不变。弹性极限略有上升，塑性基本不变。弹性极限ee在在300300400400有一峰值。有一峰值。（3 3 3 3）韧性）韧性）韧性）韧性：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但：回火时韧性变化的趋势是随回火温度的升高，韧性升高，但合金钢的韧性升高是不连续的，在合金钢的韧性升高是不连续的，在T-aT-aK K和和 T-KT-KICIC曲线上出现两个谷值，即曲线上出现两个谷值，即回回火脆性火脆性。（4 4 4 4）高碳钢淬火裂纹）高碳钢淬火裂纹）高碳钢淬火裂纹）高碳钢淬火裂纹：回火时可发生自动：回火时可发生自动“焊合焊合”，消除或减少裂纹。，消除或减少裂纹。碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结 钢在回火时力学性能钢在回火时力学性能返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 随温度升高，淬火随温度升高，淬火组织将将发生五个生五个阶段段变化：化：马氏体中碳原子偏聚氏体中碳原子偏聚（100以下）以下）马氏体的分解（氏体的分解（100250）产物：物：M回回 残余奥氏体的残余奥氏体的转变（200300）产物：物：M回回（主要）（主要）+B下下（微量）（微量）碳化物析出和碳化物析出和转变（250400）产物：物：T回回 相状相状态变化及碳化物聚集化及碳化物聚集长大（大（400)产物：物：S回回 随温度升高，淬火组织将发生五个阶段变化：随温度升高，淬火组织将发生五个阶段变化：返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT三、合金元素对回火的影响三、合金元素对回火的影响 合金元素对钢回火时组织转变的影响表现在：合金元素对钢回火时组织转变的影响表现在：1.1.延缓钢的软化，提高钢的回火抗力；延缓钢的软化，提高钢的回火抗力；2.2.引起二次硬化现象；引起二次硬化现象；3.3.影响钢的回火脆性。影响钢的回火脆性。三、合金元素对回火的影响三、合金元素对回火的影响 合金元素对钢回火时组织转合金元素对钢回火时组织转返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1、提高钢的回火抗力、提高钢的回火抗力1、提高钢的回火抗力、提高钢的回火抗力返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1.1.提高钢的回火抗力提高钢的回火抗力nMeMe对低温回火的影响较小对低温回火的影响较小n中中、高高温温下下，MeMe阻阻碍碍碳碳的的扩扩散散，显显著著提提高高了了马马氏氏体体的的分分解温度。解温度。nMeMe可阻止碳化物长大和可阻止碳化物长大和F F等轴化，延缓了硬度的下降。等轴化，延缓了硬度的下降。n发发生生二二次次淬淬火火现现象象。某某些些高高合合金金钢钢（如如高高速速钢钢）中中的的ArAr十十分分稳稳定定，在在回回火火加加热热时时ArAr发发生生部部分分分分解解，导导致致ArAr稳稳定定性性下下降降，在在随随后后的的快快速速冷冷却却过过程程中中剩剩余余的的ArAr转转变变为为马马氏氏体，使钢的硬度有较大提高，这种现象称为体，使钢的硬度有较大提高，这种现象称为二次淬火二次淬火二次淬火二次淬火。1.提高钢的回火抗力提高钢的回火抗力返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT2、引起二次硬化、引起二次硬化定义：定义：某些淬火钢在某些淬火钢在500650回回火后硬度又增加的现象。火后硬度又增加的现象。本质：本质：合金碳化物的弥散强化合金碳化物的弥散强化意义：意义：红硬性、高温强度红硬性、高温强度2、引起二次硬化定义：某些淬火钢在、引起二次硬化定义：某些淬火钢在500650回火后硬度回火后硬度返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTMo钢中碳化物在钢中碳化物在550时产生二次硬化。时产生二次硬化。Mo钢中碳化物在钢中碳化物在550时产生二次硬化。时产生二次硬化。返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT高速钢三次高速钢三次高速钢三次高速钢三次560560回火，在回火，在回火，在回火，在560560回火时回火时回火时回火时 ,产生二次硬化产生二次硬化产生二次硬化产生二次硬化高速钢三次高速钢三次560回火，在回火，在560回火时回火时,产生二次硬化产生二次硬化返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT合金钢回火时碳化物析出序列合金钢回火时碳化物析出序列合金钢回火时碳化物析出序列合金钢回火时碳化物析出序列合金钢回火时碳化物析出序列合金钢回火时碳化物析出序列返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT四、回火脆性四、回火脆性 在某些温度区间回火时，钢的韧性显著下降的现象。在某些温度区间回火时，钢的韧性显著下降的现象。四、回火脆性四、回火脆性 在某些温度区间回火时，钢的韧性显著下降的在某些温度区间回火时，钢的韧性显著下降的返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 第一类（第一类（低温）低温）回火脆性回火脆性:l是指淬火钢在是指淬火钢在250-400回火时出现的脆性。回火时出现的脆性。l l特征特征特征特征:不可逆；与冷速无关，与回火时间无关。不可逆；与冷速无关，与回火时间无关。不可逆；与冷速无关，与回火时间无关。不可逆；与冷速无关，与回火时间无关。l当出现了第一类回火脆性后，再加热到较高温度回火，可将当出现了第一类回火脆性后，再加热到较高温度回火，可将脆性消除；如再在此温度范围回火，就不会出现这种脆性。故脆性消除；如再在此温度范围回火，就不会出现这种脆性。故称之为称之为不可逆回火脆性不可逆回火脆性不可逆回火脆性不可逆回火脆性。l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。办法。l除弹簧钢之外，其它零件淬火后应避免在除弹簧钢之外，其它零件淬火后应避免在250250400400回火。回火。第一类（低温）回火脆性第一类（低温）回火脆性:返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT材料科学与工程专业金属热处理原理及工艺材料科学与工程专业金属热处理原理及工艺ppt课件第八章淬火与回火课件第八章淬火与回火返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT第二第二类（高温）高温）回火脆性：回火脆性：（450650）是指淬火是指淬火钢在在450-650范范围内回火后内回火后缓冷冷时出出现的的脆性。脆性。回火后快冷不出回火后快冷不出现。多多发生在含生在含Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金等元素的合金钢中，中，特征特征:可逆性，与冷速有关（快冷可逆性，与冷速有关（快冷可逆性，与冷速有关（快冷可逆性，与冷速有关（快冷不产生），与回火时间有关（回不产生），与回火时间有关（回不产生），与回火时间有关（回不产生），与回火时间有关（回火时间、脆性增加），火时间、脆性增加），火时间、脆性增加），火时间、脆性增加），预防措施：预防措施：（1）高温回火后，在水中快速冷却。）高温回火后，在水中快速冷却。一般适用于较小截面的零件。一般适用于较小截面的零件。（2）加入降低回火脆性倾向的元素）加入降低回火脆性倾向的元素Mo或或W。适用大截面零件或合金钢适用大截面零件或合金钢(如如Cr-Ni钢等钢等)。影响因素：影响因素：成分，碳钢一般不出现成分，碳钢一般不出现 第二类（高温）回火脆性：（第二类（高温）回火脆性：（450650）特征特征:可逆性，可逆性，返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT五、回火工艺五、回火工艺包括：包括：加热温度加热温度 保温时间保温时间 冷却方法冷却方法 回火方法回火方法五、回火工艺包括：五、回火工艺包括：加热温度加热温度返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火温度的确定回火温度的确定n1、低温回火、低温回火n回火温度：回火温度：150250n组织转变：组织转变：从马氏体中从马氏体中析出细片状析出细片状-碳化物；碳化物；AR分解为分解为 -碳化物低碳碳化物低碳M。回火温度的确定回火温度的确定1、低温回火析出细片状、低温回火析出细片状-碳化物；碳化物；AR分解为分解为返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTn这种在马氏体基体上分这种在马氏体基体上分布着细片状碳化物的组布着细片状碳化物的组织称为回火马氏体，用织称为回火马氏体，用M回回表示。表示。n目的：目的：保留淬火后高硬保留淬火后高硬度、度、高耐磨性的同时，高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。降低内应力，提高韧性。l用途：用途：处理各种工具、模具、量具、轴承（高碳、高碳高合金处理各种工具、模具、量具、轴承（高碳、高碳高合金钢）及经渗碳（氮）和表面淬火的工件。钢）及经渗碳（氮）和表面淬火的工件。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，用返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTn2、中温回火、中温回火 n回火温度：回火温度：350-500 n组织转变：组织转变：-碳化物转变碳化物转变为为Fe3C。到。到350,马氏马氏体中的体中的含碳量已降到铁素含碳量已降到铁素体的平衡成分，内应力大体的平衡成分，内应力大量消除。量消除。回火屈氏体回火屈氏体 lM回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，称为回火屈氏体，用的组织，称为回火屈氏体，用T回回表示。表示。2、中温回火、中温回火 回火屈氏体回火屈氏体 返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTn回回火火屈屈氏氏体体组组织织具具有有较较高高的的弹弹性性极极限限和和屈屈服服极极限限，并并具具有有一一定定的的韧韧性性，硬度一般为硬度一般为3545HRC3545HRC。l主要用于各类弹主要用于各类弹簧的热处理。簧的热处理。汽车板簧汽车板簧热卷弹簧热卷弹簧回火屈氏体组织具有较高的弹性极限和屈服极限，并具有一定的韧性回火屈氏体组织具有较高的弹性极限和屈服极限，并具有一定的韧性返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火索氏体回火索氏体n3 3、高温回火、高温回火 n回火温度：回火温度：500-650 500-650 n组织转变：组织转变：FeFe3 3C C发生聚集长大，铁素体发生多边形化。发生聚集长大，铁素体发生多边形化。l这种在多边形铁素体这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状基体上分布着颗粒状FeFe3 3C C的组织称的组织称回火索回火索氏体氏体，用，用S S回回表示。表示。回火索氏体回火索氏体3、高温回火、高温回火 这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMTn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。强度同时，具有良好的塑性和韧性。n通常把淬火高温回火的热处理工艺称作通常把淬火高温回火的热处理工艺称作“调质处理调质处理”，简，简称称“调质调质”。l调质广泛用于连杆、轴、调质广泛用于连杆、轴、齿轮等各种重要结构件齿轮等各种重要结构件的处理。也可作为精密的处理。也可作为精密零件、量具等的预备热零件、量具等的预备热处理。处理。柴油机连杆柴油机连杆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返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火来获得高硬具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火来获得高硬度、高耐磨性和红硬性。度、高耐磨性和红硬性。但必须与恰当的淬火工艺配合。但必须与恰当的淬火工艺配合。高温回火还需进行一次低温回火，以消除二次淬火马氏体高温回火还需进行一次低温回火，以消除二次淬火马氏体具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火来获得高硬度、高耐磨具有二次硬化效应的高合金钢，采用高温回火来获得高硬度、高耐磨返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火时间回火时间冷却方式冷却方式：回火后通常在空气中冷却。回火后通常在空气中冷却。对于第二类回火脆性倾向大的合金钢，中、高温回火后需对于第二类回火脆性倾向大的合金钢，中、高温回火后需 快冷（水或油冷）快冷（水或油冷）回火时间冷却方式：回火时间冷却方式：返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT用途用途 组组 织织 性性 能能温度温度()()名名 称称耐磨件耐磨件 回火马氏体回火马氏体 高硬度高硬度 585864HRC64HRC150150250250低温回火低温回火弹簧等弹簧等回火屈氏体回火屈氏体 高弹性高弹性 353545HRC 45HRC 350350500500中温回火中温回火调质件调质件回火索氏体回火索氏体 良好综合良好综合 力学性能力学性能500500650650高温回火高温回火 淬火淬火+高温回火高温回火=调质处理调质处理调质处理用于各种重要结构零件，如轴、连杆等调质处理用于各种重要结构零件，如轴、连杆等用途用途 组组 织织 性性 能温度能温度()名名 称耐磨件称耐磨件 返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT 回火方法回火方法n普通回火普通回火n局部回火局部回火n电热回火电热回火n自回火自回火n带温回火带温回火 回火方法回火方法返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT6 6、回火转变产物与过冷、回火转变产物与过冷A A分解产物的区别分解产物的区别 回回火火转转变变产产物物与与过过冷冷奥奥氏氏体体分分解解产产物物的的（在在组组织织、性能等方面的）区别：性能等方面的）区别：1.1.回火马氏体、下贝氏体、马氏体回火马氏体、下贝氏体、马氏体 2.2.回火索氏体、索氏体回火索氏体、索氏体 3.3.屈氏体、回火屈氏体屈氏体、回火屈氏体 4.4.粒状珠光体、回火索氏体粒状珠光体、回火索氏体 5.5.回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体（来源、组（来源、组（来源、组（来源、组织形态和结构、性能）织形态和结构、性能）织形态和结构、性能）织形态和结构、性能）6、回火转变产物与过冷、回火转变产物与过冷A分解产物的区别分解产物的区别 回火转变产回火转变产返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火索氏体和索氏体在组织和性能上的差别回火索氏体和索氏体在组织和性能上的差别回火索氏体综合力学性能回火索氏体综合力学性能优于索氏体优于索氏体回火索氏体和索氏体在组织和性能上的差别回火索氏体综合力学性能回火索氏体和索氏体在组织和性能上的差别回火索氏体综合力学性能返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT回火马氏体和下贝氏体在性能上的差别回火马氏体和下贝氏体在性能上的差别下贝综合性能优于下贝综合性能优于回火马氏体回火马氏体回火马氏体和下贝氏体在性能上的差别下贝综合性能优于回火马氏体和下贝氏体在性能上的差别下贝综合性能优于返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT7、回火缺陷、回火缺陷硬度不合格硬度不合格韧性过低韧性过低7、回火缺陷硬度不合格、回火缺陷硬度不合格返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT本本章章小小结结 1、掌握淬火温度的确定原则、掌握淬火温度的确定原则 2、熟悉常见的淬火冷却方法。、熟悉常见的淬火冷却方法。3、有物态变化冷却介质的冷却机理，熟悉常见冷却介质、有物态变化冷却介质的冷却机理，熟悉常见冷却介质 4、掌握淬透性、淬硬性的概念，掌握淬透性曲线的分析方法、掌握淬透性、淬硬性的概念，掌握淬透性曲线的分析方法 5、淬火时的主要缺陷，产生缺陷的原因及预防的方法。、淬火时的主要缺陷，产生缺陷的原因及预防的方法。6、回火的定义、目的、回火的定义、目的 7、掌握淬火钢的回火时的组织转变的五个阶段：、掌握淬火钢的回火时的组织转变的五个阶段：8、熟悉淬火钢回火时力学性能的变化、熟悉淬火钢回火时力学性能的变化 （1）回火时强度、硬度、塑性、韧性、淬火裂纹等的变化）回火时强度、硬度、塑性、韧性、淬火裂纹等的变化 （2）合金元素对钢回火时组织转变和性能的影响）合金元素对钢回火时组织转变和性能的影响 （3）回火脆性：类型、特征、减小和防止方法）回火脆性：类型、特征、减小和防止方法 9、掌握低、中、高温回火的产物、性能及应用范围。、掌握低、中、高温回火的产物、性能及应用范围。10、回火转变产物与过冷奥氏体分解产物在组织、性能等方面回火转变产物与过冷奥氏体分解产物在组织、性能等方面的区别的区别 本本 章章 小小 结结 1、掌握淬火温度的确定原则、掌握淬火温度的确定原则返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT习题：习题：1 1、钢在加热时，由于加热不当常出现那些缺陷？、钢在加热时，由于加热不当常出现那些缺陷？2 2、高碳钢淬火时容易变形和开裂的原因时什么？、高碳钢淬火时容易变形和开裂的原因时什么？如何减少淬火冷却过程中的变形和开裂？如何减少淬火冷却过程中的变形和开裂？3 3、回火可以分为哪三种？分别适用于哪三类零件？、回火可以分为哪三种？分别适用于哪三类零件？4 4、什么是钢的淬透性，淬硬性？影响钢的淬透性，淬硬、什么是钢的淬透性，淬硬性？影响钢的淬透性，淬硬性及淬透层深度的因素是什么？性及淬透层深度的因素是什么？5 5、试述亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则。试述亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则。为什么过共析钢淬火加热温度不能超过为什么过共析钢淬火加热温度不能超过AccmAccm线？线？6 6、简述碳钢在回火时的组织转变过程及相应性能变化，、简述碳钢在回火时的组织转变过程及相应性能变化，并简述合金元素对于回火转变的影响并简述合金元素对于回火转变的影响 7 7、何为第一类回火脆性和第二类回火脆性、何为第一类回火脆性和第二类回火脆性?如何消除？如何消除？8 8、什么是淬火临界冷却速度？、什么是淬火临界冷却速度？习题：习题：返 回下一页上一页 本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1010、指指出出下下列列工工件件在在淬淬火火后后回回火火时时采采用用的的回回火火温温度度，并并说说明明其大致的硬度。其大致的硬度。(1)45(1)45、40Cr40Cr钢钢(要求较高的综合力学性能要求较高的综合力学性能)；(2)60(2)60、6565钢钢(60Si2Mn)(60Si2Mn)钢弹簧；钢弹簧；(3)T12(3)T12、T10T10钢锉刀；钢锉刀；11、有物态变化的淬火介质的冷却特性和冷却机理如何？、有物态变化的淬火介质的冷却特性和冷却机理如何？11、有物态变化的淬火介质的冷却特性和冷却机理如何？、有物态变化的淬火介质的冷却特性和冷却机理如何？