鋼的熱處理5-回火

　　鋼件淬火后，再加熱到A_?以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。工件經淬火后雖然具有高的硬度和強度，但脆性較大，并存在有較大的淬火應力，一般情況下必須經過適當的回火后才能使用。                         

       （1）回火的目的

        ①穩定組織，消除淬火應力，防止工件在以后的加工和使用過程中產生變形和裂紋；

        ②減少脆性，調整硬度，以滿足各種工件對力學性能的不同要求。

       （2）鋼在回火時組織和性能的變化

　　經淬火后的組織（馬氏體+殘余奧氏體）為不穩定組織，有著向穩定組織自發轉變的傾向。但在室溫下，這種轉變的速度極其緩慢?；鼗鸺訜釙r，隨著溫度的升高，原子活動能力加強，使組織轉變能較快地進行。淬火鋼在回火的組織轉變可以分為馬氏體的分解、殘余奧氏體的轉變、碳化物類型的轉變和滲碳體的聚集長大等四個階段。與此同時，力學性能變化的基本趨勢是，隨著回火溫度的提高，鋼的強度和硬度下降，而塑性和韌性增加，決定淬火鋼回火后組織和性能的主要因素是回火溫度。

        （3）回火的分類

　　根據回火溫度的不同，通常將回火方法分為如下三類：

        ①低溫回火（150~250℃）     低溫回火的目的是保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火應力，減少鋼的脆性。低溫回火時，淬火馬氏體中的碳已經部分地從固溶體中析出并形成了過渡碳化物，殘余奧氏體也轉變為由含碳過飽和的α 固溶體和彌散析出的過度碳化物組成的復相組織，稱為回火馬氏體，其硬度一般為58~64HRC。低溫回火主要用于刃具、量具、冷作模具、滾動軸承、滲碳淬火件和表面淬火件等；

        ②中溫回火（350-500℃）     中溫回火的目的是獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。中溫回火時，馬氏體中過飽和的碳完全析出，馬氏體轉變為鐵素體，此時的組織是在鐵素體基體內分布著極細小的滲碳體顆粒，稱為回火托氏體，其硬度一般為35~50HRC。中溫回火主要用于彈性零件及熱鍛模具等；

        ③高溫回火（500~650℃）     高溫回火的目的是獲得良好的綜合力學性能。通常把工件淬火及高溫回火的復合熱處理工藝稱為調質處理。高溫回火時，滲碳體聚集長大而粗化，得到在鐵素體基體上分布著細小球狀滲碳體的組織稱為回火索氏體，硬度一般為220~330HBS。調質處理廣泛應用于各種重要的結構零件，如螺栓、連桿、齒輪及軸類等。

　　調質處理后的組織力學性能（強度、韌性）比相同硬度的正火組織好，這是因滲碳體晶粒狀，后者為片狀。

　　調質一般作為最終熱處理，但也作為表面淬火和化學熱處理的預先熱處理。調質后硬度不高，便于切削加工，并能獲得較低的表面粗糙度值。

　　除了以上三種常用回火方法外，某些精密的工件，為了保持淬火后的硬度及尺寸的穩定性，常進行低溫（100~150℃）、長時間（10~50h）保溫的回火，稱為時效處理。

　　生產中制定回火工藝時，首先根據工件所要求的硬度范圍確定回火溫度。然后再根據工件材料、尺寸、裝爐量和加熱方式等因素確定回火時間，一般為1~3h?；鼗鸷蟮睦鋮s一般為空冷，某些只有高溫回火脆性的合金鋼在高溫回火時必須快冷。

        （4）回火脆性

　　有一些淬火鋼（查資料）在某些溫度回火或從回火溫度緩慢冷卻通過該溫度區間時的脆化現象（即韌性反而下降的現象）稱為回火脆性。

　　鋼淬火后在250-350℃回火時所產生的回火脆性稱為**類回火脆性，也稱為低溫回火脆性。**類回火脆性一旦產生就無法消除，因此生產中一般不在此溫度范圍內回火。

　　含有鉻、錳、鉻、鎳等元素的合金鋼淬火后，在脆化溫度（450~600℃）區回火，或經更高溫度回火后緩溫冷卻通過脆化溫度區所產生的脆性，稱為第二類回火脆性，又稱高溫回火脆性。這種脆性可通過高于脆化溫度的再次回火后的快冷來消除。

      （5）二次硬化現象

　　含有W、Mo、V等元素的合金鋼，在高溫回火時，其硬度不僅不降低，反而有所上升，即再次硬化的現象。

　　如高速鋼淬火后的組織為馬氏體+未溶合金碳化物+殘余奧氏體。高速鋼經高溫淬火后的殘余奧氏體量達20%~30%（體積分數），為消除殘余奧氏體并獲得最高硬度和熱硬性，需進行多次回火。W18Cr4V鋼在550~570℃回火時，由于二次硬化的發生，可獲得最高硬度。因此，W18Cr4V淬火后通常采用560~570℃三次回火。高速鋼淬火回火后的組織為回火馬氏體+碳化物十少量殘余奧氏體。