簡述碳鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)性能變化
碳素鋼淬火后在不同溫度下回火時(shí),組織將發(fā)生不同的變化。由于組織變化會(huì)帶來物理性能的變化,而不同的組織變化,物理性能的變化也不同。通常根據(jù)物理性能的變化把回火轉(zhuǎn)變分成四種類型。
**類回火轉(zhuǎn)變:M分解為回火M,80~250℃;
低碳馬氏體發(fā)生碳原子向位錯(cuò)四周偏聚外,馬氏體中析出碳化物,使馬氏體碳含量降低;高碳馬氏體發(fā)生分解,馬氏體中過飽和碳不斷以ε碳化物形式析出,使馬氏體碳含量降低。產(chǎn)物:回火馬氏體。
性能:保留淬火后高硬度
第二類回火轉(zhuǎn)變:殘余A分解為回火M或下B,200~300℃;
淬火后的殘余奧氏體是不穩(wěn)定組織,在本階段,殘余奧氏體分解為低碳馬氏體和ε碳化物,此組織為回火馬氏體。
第三類回火轉(zhuǎn)變:碳化物析出與轉(zhuǎn)變,250~400℃,回火M轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗餞(亞穩(wěn)碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定碳化物);
250~400℃時(shí),碳素鋼M中過飽和的C幾乎全部析出,將形成比ε-FeXC更穩(wěn)定的碳化物。在回火過程中除ε-FeXC外,常見的還有兩種:一種其組成與Mn5C2相近,稱為χ碳化物,用χ-Mn5C2表示;另一種是滲碳體,稱θ碳化物,用θ-Fe3C表示。這兩種碳化物的穩(wěn)定性均高于ε-FeXC
通常在MS以下回火殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)镸,然后分解為回火M,而在B轉(zhuǎn)變區(qū)回火,殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)橄翨。
第四類回火轉(zhuǎn)變:回火T轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗餝(碳化物聚集長大,α再結(jié)晶),400~700℃。
鐵素體發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶為等軸狀、碳化物球化粗大——回火索體。
主要發(fā)生如下變化:
內(nèi)應(yīng)力消除:
宏觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力(工件內(nèi)外),550℃全部消除;
微觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力(晶粒之間),500℃基本消除;
晶格彈性畸變應(yīng)力(碳過飽和),ε轉(zhuǎn)變完即消除。(300℃馬氏體分解完畢)
回復(fù)與再結(jié)晶:回火使亞結(jié)構(gòu)(位錯(cuò)、孿晶)消失;板條和片狀馬氏體特征保留(回復(fù))、消失(再結(jié)晶)。
碳化物聚集長大:原棒狀、片狀、粒狀滲碳體消失、溶解,并逐漸球化長大,越來越粗大。