回火是受擴散控制的，組織轉變不僅取決于溫度，也取決于時間。二者相比，溫度是第一位的，時間是第二位的，但絲毫不能小視時間的作用，因為矛盾在一定的條件下會發生轉換。有一些轉變到一定溫度才發生，如殘留氏體的分解要在200℃以上，Fe3C碳化物的析出要在400℃以上，鐵素體的再結晶要在600℃以上等等，都表明了回火溫度的決定性影響。但所有的回火轉變都可以在一定溫度范圍內發生，在該范圍內，較低溫度長時間與較高溫度短時間發生的組織轉變可能有相同的效果，這就為高溫回代替低溫回提供了理論依據。碳鋼和低合金鋼的回火常分為低溫、中溫、高溫回火三類。回火溫度在Ac1以上的高溫回火法則沒有低、中、高溫之分。其選擇原則是短時高溫回火和長時間低溫回火達到相的組織和力學性能。圖1是T8Mn鋼淬火后不同回火溫度、回火時間對硬度的關系圖，時間以對數坐標表示，在大部分時間范圍內硬度變化接近手直線，鋼的回火時間在10s以內時，回火后的硬度即發生快速變化，在1～10min時，硬度變化相對較慢，但變化仍然很大，而在1～2h內變化較小。
由圖1可以發現，無論是低溫、中溫、高溫回火，硬度的變化都是在極短時間內完成的，時間越長變化越緩慢，高溫快速回火正是根據這一現象提出的。
圖1 淬火鋼的回火溫度及時間對硬度的影響
回火過程中馬氏體的分解需要很大的激活能，據計算，馬氏體分解激活能為4.1868×33000J/mol，因此，馬氏體在室溫下是相當穩定的。有人做過試驗，在室溫下放置6年多，淬火馬氏體才半分解。要節能必須縮短回火時間提高回火溫度，以便使激合能高的馬氏體，在高溫短時間內快速分解，從而獲得滿意的力學性能。具體表達式為：
T＝Ks+AsD……（1）
式中T——回火時間，s；
Ks——回火時間基數，s；
As——回火時間系數，s/mm；
D——工件的有效厚度或直徑，mm。
例如，45鋼在860℃溫度快速回火時，選Ks=30s、As=0.3、D＝10mm，則T＝30+0.3×10＝33（s），即回火時間為33s，回火后硬度為52HRC，若用傳統的200℃×（1～1.5）h回火，回火后的硬度也是52HRC。
表1是75Mn鋼（0.75%、0.72%Mn或T8Mn）當回火參量不變時，采用不同回火溫度和保溫時間回火后的硬度和力學性能對照表。
表1 回火溫度和回火時間對75Mn鋼力學性能的影響
力學性能 | 435℃×120min | 450℃×30min | 480℃×10min | 510℃×1min |
硬度HRC | 40 | 40 | 40 | 40 |
σb/MPa | 1401 | 1450 | 1411 | 1470 |
σs/MPa | 1196 | 1274 | 1205 | 1274 |
δ（%） | 9 | 8.5 | 8.5 | 9.5 |
ψ（%） | 35.5 | 35 | 41 | 40.8 |
αk/J·cm-2 | 46 | 37 | 45 | 40 |
表1數據說明，提高回火溫度，縮短保溫時間，不但可以得到相同的硬度，而且力學性能相差無幾。采用適當提高回火溫度、縮短保溫時間 的快速回火方法，可以在保證產品質量的前提下，達到可觀的節能效果。例如45鋼的軸，要求調質硬度25～30HRC，將回火溫度度提高20℃，可使保溫時間減少約60%，其表面硬度和截面金相組織均與常規回火相同，但節電20%～25%。
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