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一、回火定義

    回火是將工件淬硬后加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。回火使工件獲得所需的使用性能。  

二、回火目的  

    淬火后的鋼一般很少直接使用，因?yàn)榇慊鸷蟮慕M織是馬氏體和殘余奧氏體，并且有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，馬氏體雖然強(qiáng)度、硬度高，但塑性差，脆性大，在內(nèi)應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生變形和開(kāi)裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產(chǎn)生體積變化而導(dǎo)致工件變形。因此，淬火后的零件必須進(jìn)行回火才能使用。

     回火的目的是：

    （1）減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力；

    （2）穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸；

    （3）降低脆性、獲得所需要的力學(xué)性能。  

三、回火時(shí)組織與性能的變化 

    淬火鋼的組織轉(zhuǎn)變可分為四個(gè)階段：馬氏體的分解（200℃以下）→殘余奧氏體分解（200～300℃）→滲碳體的形成（250～400℃）→滲碳體聚集長(zhǎng)大（400℃以上）。隨著回火溫度升高，淬火內(nèi)應(yīng)力不斷下降或消除，硬度逐漸下降，塑性、韌性逐漸升高。     
四、回火脆性

回火脆性（temper brittleness）淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象，回火脆性可分為第一類回火脆性和第二類回火脆性。

回火脆性，是指淬火鋼回火后出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象。淬火鋼在回火時(shí)，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沖擊韌性的關(guān)系曲線中出現(xiàn)了兩個(gè)低谷，一個(gè)在 200~400℃之間，另一個(gè)在450~650℃之間。隨回火溫度的升高，沖擊韌性反而下降的現(xiàn)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(fā)生在回火溫度為 250～400℃時(shí)，　　特征　　（1）具有不可逆性；

（2）與回火后的冷卻速度無(wú)關(guān)；

（3）斷口為沿晶脆性斷口。 　

　1、產(chǎn)生的原因三種觀點(diǎn)：

（1）殘余A轉(zhuǎn)變理論

（2）碳化物析出理論

（3）雜質(zhì)偏聚理論

2、防止方法

　　無(wú)法消除,不在這個(gè)溫度范圍內(nèi)回火，沒(méi)有能夠有效抑制產(chǎn)生這種回火脆性的合金元素

　　（1）降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；

　　（2）用Al脫氧或加入Nb、V、Ti等合金元素細(xì)化A晶粒；

　　（3）加入Mo、W等可以減輕；

　　（4）加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍（推向高溫）；

    （5）采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(fā)生的溫度在 400～650℃，

　　特征　　

（1）具有可逆性；　　

（2）與回火后的冷卻速度有關(guān)；

（3）回火保溫后，緩冷出現(xiàn)，快冷不出現(xiàn)，出現(xiàn)脆化后可重新加熱后快冷消除。　

（4）在脆化區(qū)內(nèi)回火，回火后脆化與冷卻速度無(wú)關(guān)；　

（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(xué)成分

（2）A晶粒大小

（3）熱處理后的硬度

　　4、產(chǎn)生的機(jī)理

（1）出現(xiàn)回火脆性時(shí)，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3個(gè)原子厚度的晶界上，回火脆性隨雜質(zhì)元素的增多而增大。Ni、Cr不僅自身偏聚，而且促進(jìn)雜質(zhì)元素的偏聚。

（2）淬火未回火或回火未經(jīng)脆化處理的，均未發(fā)現(xiàn)合金元素及雜質(zhì)元素的偏聚現(xiàn)象。

（3）合金元素Mo能抑制雜質(zhì)元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。

　　以上說(shuō)明：Sb、Sn、P等雜質(zhì)元素向原A晶界偏聚是產(chǎn)生第二類回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不僅促進(jìn)雜質(zhì)元素的偏聚，且本身也偏聚，從而降低了晶界的斷裂強(qiáng)度，產(chǎn)生回火脆性。

　　5、防止方法

　　（1）提高鋼材的純度，盡量減少雜質(zhì)；

　　（2）加入適量的Mo、W等有益的合金元素；

　　（3）對(duì)尺寸小、形狀簡(jiǎn)單的零件，采用回火后快冷的方法；

　　（4）采用亞溫淬火（A1~A3）：細(xì)化晶粒，減少偏聚。加熱后為A+F（F為細(xì)條狀），雜質(zhì)會(huì)在F中富集，且F溶解雜質(zhì)元素的能力較大，可抑制雜質(zhì)元素向A晶界偏聚。

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

五、常出現(xiàn)哪些回火缺陷？如何進(jìn)行補(bǔ)救？

（1）硬度過(guò)高及其補(bǔ)救措施

1）主要是回火不足造成的，一方面可能是回火溫度太低，別一方面也可能是何溫時(shí)間太短，導(dǎo)致辭組織轉(zhuǎn)變未能完成或不完全造成的。

2）補(bǔ)救措施

調(diào)整工藝，重新回火，或延長(zhǎng)回火保溫時(shí)間。

（2）硬度不足及其補(bǔ)救措施

1）主要是回火溫度超過(guò)了正常回火溫度范圍，或保溫時(shí)間太長(zhǎng)，使工件組織轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的組織，從而造成硬度不足。

2）補(bǔ)救方法

對(duì)低溫、中溫回火的工件應(yīng)在退火或正火后重新淬火、回火；對(duì)高溫回火工件，可重新直接淬火、回火。

（3）變形與開(kāi)裂及其補(bǔ)救措施

對(duì)滲碳鋼件，淬火后必須及時(shí)進(jìn)行回火，否則在室溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，零件應(yīng)力較大，將會(huì)有自行形裂的危險(xiǎn)。對(duì)形狀復(fù)雜的工件，回火加熱時(shí)應(yīng)采用較慢的加熱速度，加熱過(guò)急，容易造成工件的變形與開(kāi)裂。

（4）回火脆性及其補(bǔ)救措施

對(duì)于低溫回火的工件，回火溫度應(yīng)避開(kāi)第一類回火脆性區(qū)；對(duì)于高溫回火，如果具有第二類回火脆性的鋼材，回火后應(yīng)注意采取快速冷卻，如水冷或油冷，嚴(yán)防停電工件隨爐緩冷。

六、回火類型

1、低溫回火

    低溫回火（150-250攝氏度）目的是在保證淬火后的高硬度和耐磨性的基礎(chǔ)上，降低淬火應(yīng)力，提高工件韌性。低溫回火得到的是馬氏體組織，硬度可達(dá)58-64HRC。常用于處理高碳工具鋼、模具鋼、滾動(dòng)軸承及滲碳鋼等零件。
2、中溫回火

    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(qiáng)度及屈強(qiáng)比，同時(shí)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(wú)關(guān)，因此對(duì)回火軟化無(wú)關(guān)。此類元素所造成之硬化效果，主要是靠固溶體硬化機(jī)構(gòu)所達(dá)成的。另一類合金元素，例如鉻、鉬、鎢、釩等，由于其為碳化物形成之一份子，因此他們的擴(kuò)散速率也就影響了回火軟化的速率。
3、高溫回火

    高溫回火（500-650攝氏度）通常把淬火后在進(jìn)行高溫回火處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)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(jī)械結(jié)構(gòu)件中，如受力比較復(fù)雜的連桿，重要的螺栓、齒輪幾周類零件，得到了廣泛應(yīng)用。中高碳鋼調(diào)質(zhì)處理后的硬度一般為200~350HBW。調(diào)質(zhì)處理后的力學(xué)性能與正火相比，不僅強(qiáng)度高，而且塑性和韌性也較好。這是因?yàn)檎{(diào)制后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(duì)阻止斷裂過(guò)程中裂紋的擴(kuò)展比片狀滲碳體更有利。

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