眾(zhong)所周知,淬(cui)火(huo)鋼不能直接應用于(yu)工(gong)程,必須經過回火(huo)才可使用。


一(yi)、馬氏體不銹鋼的回(hui)火轉變


 香蕉視頻app免費下載:馬氏體不銹鋼淬火后的回火過程,基本上也遵循回火四個階段的規律。


 1. 淬火馬氏體的分解階段(duan)(duan)(第Ⅰ階段(duan)(duan))


  淬火鋼在從室溫至250℃溫度范圍內加熱時,淬火馬氏體中過飽和的碳將析出,馬氏體中的碳含量降低。研究證明,這時析出碳化物是亞穩定的。結構大致為FeχC型,屬ε相。也有的認為是高度彌散分布的Fe3C。


 還(huan)有更(geng)進一步的(de)研究認(ren)為,在馬(ma)氏(shi)(shi)體分(fen)解并(bing)析出碳化物之前,馬(ma)氏(shi)(shi)體中過(guo)(guo)飽(bao)和的(de)碳原(yuan)(yuan)子(zi)已經有一個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)過(guo)(guo)程(cheng)(還(huan)不(bu)是析出),碳原(yuan)(yuan)子(zi)形成十分(fen)細小的(de)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)團。對于較高含碳量的(de)鋼,這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)團向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體的(de)孿晶(jing)界面(mian)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)。而在較低(di)含碳量的(de)鋼中,這(zhe)個(ge)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)團向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體的(de)位錯線附(fu)近的(de)條片界面(mian)上偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)。有的(de)資(zi)料將這(zhe)個(ge)碳原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)偏(pian)(pian)聚(ju)(ju)過(guo)(guo)程(cheng)稱為馬(ma)氏(shi)(shi)體回火的(de)準備階段。


 在馬氏體不銹鋼中,雖然(ran)有鉻的(de)存在,但由(you)于這(zhe)個(ge)階段的(de)溫度較低,所以(yi),鉻不會對于這(zhe)個(ge)階段產生明顯的(de)影響(xiang)。


 馬氏體分解階段完成后,鋼的組織構成應該是回火馬氏體和FexC型碳化物。


 淬火(huo)鋼(gang)在(zai)完成這個階段轉(zhuan)變后,經低溫(wen)回火(huo)的馬氏體性能略(lve)有改變,并有以(yi)下(xia)特點。


 ①. 和淬火(huo)狀態的(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)相同(tong),低(di)溫回火(huo)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)的(de)強度(du)主(zhu)要由鋼的(de)含碳量來決定(ding)。合金元素(su)對提高(gao)回火(huo)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)強度(du)的(de)作(zuo)用很小(xiao)。


 ②. 含碳(tan)量(liang)大于0.3%的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)低(di)溫(wen)回火時,基(ji)體(ti)中的(de)(de)固溶成會(hui)由于碳(tan)的(de)(de)析(xi)出(chu)而下降,降至0.2%~0.3%范圍之(zhi)內,由碳(tan)過飽和固溶所(suo)引(yin)起的(de)(de)晶(jing)格(ge)畸變(bian)大部分會(hui)消(xiao)除。雖然碳(tan)量(liang)的(de)(de)變(bian)化(hua)仍(reng)會(hui)影響馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)強(qiang)度,但碳(tan)對(dui)淬火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)是以固溶強(qiang)化(hua)方(fang)式產生(sheng)影響的(de)(de),而對(dui)低(di)溫(wen)回火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)則是以析(xi)出(chu)碳(tan)化(hua)物(wu)數量(liang)為主要影響方(fang)式。所(suo)以,鋼碳(tan)含量(liang)的(de)(de)增加(jia)對(dui)低(di)溫(wen)回火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)強(qiang)度的(de)(de)影響不如對(dui)淬火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)影響大。


 ③. 合金元(yuan)素(su)雖對回(hui)火馬氏(shi)體的(de)強度(du)影響(xiang)不大,卻能明顯影響(xiang)它的(de)韌性。低(di)溫回(hui)火時,等強度(du)的(de)合金鋼(gang)沖(chong)擊(ji)值(zhi)可比碳鋼(gang)高(gao)幾倍。


2. 殘留奧氏體的轉變階(jie)段(第Ⅱ階(jie)段)


  在回(hui)火(huo)(huo)230~280℃溫度(du)范圍內,馬(ma)氏(shi)體(ti)分(fen)(fen)解(jie)還在進行,馬(ma)氏(shi)體(ti)內的(de)含碳量繼續降低(di)(di),與此(ci)同時(shi),還發生殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)轉變(bian),即殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)分(fen)(fen)解(jie),分(fen)(fen)解(jie)產物為低(di)(di)碳的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)和ε型碳化(hua)物。回(hui)火(huo)(huo)時(shi)殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)的(de)轉變(bian)與過冷奧氏(shi)體(ti)在這一(yi)溫度(du)范圍的(de)分(fen)(fen)解(jie)情況相似,即以類似于(yu)貝氏(shi)體(ti)的(de)轉變(bian)方式(shi)轉變(bian)。


 殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)的(de)含碳(tan)量對這個階段的(de)轉(zhuan)變(bian)沒有大的(de)影響,合金元(yuan)素,特別是鉻會提高殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變(bian)溫度(du)范圍(wei),并可抑制殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體的(de)轉(zhuan)變(bian)。


 由于殘(can)留(liu)奧氏體的分(fen)解產物是低碳馬氏體和ε型碳化(hua)物(或分(fen)解成下貝氏體),所以,對鋼會(hui)有強化(hua)作用,出(chu)現明(ming)顯(xian)的硬(ying)化(hua)現象。


 3. χ、θ碳化物的形(xing)成階段(第Ⅲ階段)


   不同含碳量的馬氏體在260~360℃溫度區間回火時,首先會析出x型碳化物,分子式為Fe5C2(有的認為是Fe2C),并隨回火溫度的升高而長大。較高含碳量的鋼中,這種碳化物可保持到大約450℃.而較低含碳量鋼中,這種碳化物穩定性較差。在這一階段,隨著溫度的升高,x碳化物將轉化成θ碳化物,其分子式為Fe3C。同時,在低溫度區間,從馬氏體中已經析出的ε碳化物(FexC)也逐漸轉變為θ碳化物。


  在(zai)這(zhe)個溫度(du)(du)區(qu)間(jian)回火,由(you)于(yu)馬氏(shi)體中碳(tan)的(de)繼續析出,晶(jing)格(ge)畸(ji)變基本消(xiao)除(chu),,析出的(de)碳(tan)化物質點有(you)聚(ju)合傾(qing)向,組織中的(de)位錯密度(du)(du)減少,李晶(jing)界消(xiao)除(chu),這(zhe)一系列變化,使鋼的(de)硬度(du)(du)和(he)強度(du)(du)有(you)所下降,但在(zai)這(zhe)個階段,有(you)些鋼會產生脆(cui)性(xing),即第一類回火脆(cui)性(xing)。在(zai)馬氏(shi)體不銹鋼中,由(you)于(yu)鉻元素的(de)存在(zai),對碳(tan)化物的(de)形成會起到阻(zu)礙(ai)作用。


 4. 碳化物的集聚長大階(jie)(jie)段(duan)(duan)(第(di)Ⅳ階(jie)(jie)段(duan)(duan))


  在淬火馬氏體間火第皿階段結束后,馬氏體分解全部完成,形成高度分散的鐵素體和碳化物的混合物。碳化物主要是θ型碳化物Fe3C,也會有少量尚未完全轉變的x碳化物和ε碳化物。


  實際上,在第(di)皿階(jie)段后期(qi),大約從300℃開始,碳化物開始集聚、長大。400℃以上,這個(ge)過程更明(ming)顯了。


  電子(zi)顯(xian)微鏡(jing)分析(xi)表明:在較低(di)溫度(du)下回(hui)火(huo)時形成的(de)碳(tan)(tan)化物呈圓片狀,隨回(hui)火(huo)溫度(du)的(de)提高逐漸粗化,最(zui)后變成球狀。在550℃以上,獲得顆粒狀碳(tan)(tan)化物,再提高回(hui)火(huo)溫度(du),碳(tan)(tan)化物顆粒粗化、變大。在碳(tan)(tan)化物集(ji)聚、長大的(de)過程中,發生(sheng)了碳(tan)(tan)及合金元素(su)的(de)擴(kuo)散(san)。


  鋼中的(de)合(he)金元(yuan)素在(zai)這(zhe)一階段發揮了明顯(xian)的(de)作用,因(yin)為溫(wen)度(du)較(jiao)高,合(he)金元(yuan)素已(yi)經有能力進行擴散和移動(dong)。所以,合(he)金元(yuan)素在(zai)鐵(tie)素體和碳化(hua)物(wu)之間進行重新分配。


  由于碳從鐵素體中充分(fen)析出及碳化(hua)物的(de)集聚長大,鋼的(de)硬度和強(qiang)度下降,而(er)塑性和韌(ren)性上升(sheng),使(shi)鋼具(ju)有優(you)良的(de)綜(zong)合性能。但有些合金鋼在這個溫度區間回火時(shi),會產生第二類回火脆性。


  馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)含(han)有較高(gao)的鉻,并在淬火鋼(gang)回火過(guo)程中(zhong)的各(ge)個階段產生不(bu)同程度的作(zuo)用。


  鉻是強碳化物(wu)(wu)形成(cheng)元素,會增加碳化物(wu)(wu)原(yuan)子間的(de)(de)結合力,使(shi)(shi)碳化物(wu)(wu)的(de)(de)細小顆粒(li)的(de)(de)溶解難(nan)以進(jin)行,所(suo)以,會阻礙(ai)較大(da)(da)碳化物(wu)(wu)顆粒(li)的(de)(de)長大(da)(da)、集聚,也(ye)就會使(shi)(shi)回火鋼因碳化物(wu)(wu)集聚長大(da)(da)而(er)引起的(de)(de)硬度下降作用減(jian)弱。


  另外,在較高(gao)溫度回火時,由(you)于含鉻(ge)的(de)(de)特殊碳(tan)化物的(de)(de)彌(mi)散析出(chu),使回火鋼的(de)(de)硬度產(chan)生回升現象。


  有的資料顯示,含(han)鉻12%的馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)在450℃左右回火時,會出(chu)現硬度最(zui)高點,并認(ren)為,這除了鉻阻礙碳化(hua)物長大和(he)特殊碳化(hua)物彌散析出(chu)的原因外,還可能與殘留奧氏(shi)體(ti)轉變成(cheng)回火馬(ma)氏(shi)體(ti)有關。


 綜(zong)上所述,鉻(ge)在馬氏體不銹鋼回火(huo)轉變過程中、發揮阻礙回火(huo)續(xu)變的(de)作用。這就(jiu)是為什么要獲得與碳含量相同(tong)的(de)碳鋼同(tong)樣硬度(du)(du)和強度(du)(du)時,必須提高回火(huo)溫(wen)度(du)(du)和延長保(bao)溫(wen)時間的(de)原因(yin)。




二、馬氏(shi)體不銹鋼的回火(huo)脆性


 1. 回火(huo)脆(cui)性分類


  鋼(gang)的回火(huo)脆(cui)性(xing)是指某些淬(cui)火(huo)鋼(gang)在(zai)(zai)某一(yi)(yi)溫(wen)度區間(jian)回火(huo)時,沖擊韌性(xing)下(xia)降、脆(cui)性(xing)增加的特性(xing)。在(zai)(zai)250~400℃溫(wen)度區間(jian)產(chan)生(sheng)的脆(cui)性(xing)稱第(di)一(yi)(yi)類回火(huo)脆(cui)性(xing),由于產(chan)生(sheng)的溫(wen)度較低(di),又稱低(di)溫(wen)回火(huo)脆(cui)性(xing),這種回火(huo)脆(cui)性(xing)產(chan)生(sheng)后,可(ke)以用更(geng)高溫(wen)度的加熱消(xiao)除,之后,再在(zai)(zai)脆(cui)性(xing)產(chan)生(sheng)溫(wen)區回火(huo)時將不(bu)再產(chan)生(sheng)脆(cui)性(xing),所(suo)以,也稱不(bu)可(ke)逆回火(huo)脆(cui)性(xing)。大多數鋼(gang)都有(you)第(di)一(yi)(yi)類回火(huo)脆(cui)性(xing):


  在450~700℃溫(wen)度(du)(du)區間(jian)產生的脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)稱第(di)二類回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing),由于產生的溫(wen)度(du)(du)較高(gao),又稱高(gao)溫(wen)回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing),這種脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)產生后(hou),可以(yi)通過高(gao)于脆(cui)(cui)(cui)化溫(wen)度(du)(du)加熱后(hou)快冷予以(yi)消除,但消除后(hou)如果再次在脆(cui)(cui)(cui)化溫(wen)度(du)(du)加熱緩冷,則又重復產生脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing),所以(yi),也稱可逆(ni)回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)。


 第(di)二(er)類回火脆性(xing)多產生于鉻一錳、鉻-鎳(nie)等合金鋼中,因為許多工(gong)程零件需要在高(gao)溫(wen)回火后使用,回火溫(wen)度(du)可(ke)能重(zhong)合于脆化溫(wen)度(du),所以(yi),人們對(dui)第(di)二(er)類回火脆性(xing)更重(zhong)視,研(yan)究也(ye)比較(jiao)深入。


 2. 回(hui)火脆性產生的原因(yin)


 關于回火脆性的產生原因和本質,雖(sui)有(you)大量的研究,但仍未有(you)統(tong)一(yi)的意見(jian),存在不同(tong)的假說和理論。


①. 析出理論


 淬火(huo)(huo)鋼回火(huo)(huo)時,淬火(huo)(huo)馬氏(shi)體中過飽和的碳(tan)優先,以(yi)晶間斷裂為主要特征的事實(shi)來(lai)(lai)證明。還有(you)的研究者(zhe)認為是鋼回火(huo)(huo)時,在某一溫(wen)度(du)條件下(xia),各(ge)種組(zu)約在固溶(rong)體中的溶(rong)解(jie)的回冷卻時被(bei)溶(rong)物(wu)從(cong)固溶(rong)體中析出,并以(yi)不(bu)利(li)于韌性(xing)的狀(zhuang)態分布。反之,快診求(qiu)它們被(bei)保留在固并以(yi)不(bu)利(li)的韌性(xing)無測(ce)顯影響(xiang)。但用析出物(wu)來(lai)(lai)解(jie)釋回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)的常不(bu)中,不(bu)修充分,因為在產生脆(cui)性(xing)的溫(wen)度(du)與室溫(wen)時相比,碳(tan)等(deng)理(li)由(you)仍(reng)并解(jie)度(du)沒有(you)很大區別,另(ling)外,脆(cui)性(xing)及脆(cui)化程度(du)并不(bu)與回火(huo)(huo)溫(wen)度(du)成(cheng)比例(li)。


②. 碳(tan)化(hua)物(wu)轉變(bian)理論


 認為含有合金元素的淬火鋼,在回火加熱的初期析出的是無合金碳化物,隨回火溫度的升高和合金元素擴散能力的增強,碳化物的成分和分布形態改變而引起脆性。以含路12%的馬氏體不銹鋼為例,隨著回火溫度的提高和回火時間的延長,碳化物是按(FeCr)3C→(FeCr)7C3→(FeCr)23C6的順序變化的。(FeCr)23C6引起脆性的能力更強些,特別是當其沿晶界析出和分布時,對韌性更加不利。


 這個理論似(si)乎(hu)告(gao)訴我們(men)回(hui)火脆性與(yu)回(hui)火加熱(re)、保溫溫度(du)有關(guan),但事實是回(hui)火脆性恰恰與(yu)冷卻方式(shi)有關(guan)。


③. 殘留奧氏(shi)體轉變(bian)理論


  鋼在(zai)加熱奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)化時(shi),由(you)于擴(kuo)散的作用,碳和(he)合金元(yuan)素(su)(su)(su)聚集(ji)在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處,引起(qi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)內(nei)(nei)與晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處成分不均勻。淬(cui)火冷(leng)卻后,晶(jing)(jing)內(nei)(nei)組(zu)織發(fa)生了(le)(le)馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian),晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處因含有較高的碳和(he)合金元(yuan)素(su)(su)(su),呈薄膜狀的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)較穩定,沒(mei)發(fa)生轉(zhuan)變(bian)(bian)而保(bao)留下(xia)來。在(zai)回火加熱時(shi),由(you)于碳和(he)合金元(yuan)素(su)(su)(su)的析(xi)出降低了(le)(le)其(qi)穩定性,在(zai)回火冷(leng)卻時(shi),發(fa)生了(le)(le)馬氏(shi)體(ti)(ti)相變(bian)(bian),從而引起(qi)脆性。


  但是(shi),這(zhe)一理論(lun)與回火后(hou)緩慢冷卻有脆(cui)性(xing),快速冷卻則(ze)無脆(cui)性(xing)的事實相矛盾,并且不能解(jie)釋回火脆(cui)性(xing)可逆性(xing)的特征。


④. 雜質元素晶界偏析理論。


 當鋼中含(han)有低(di)熔點的(de)(de)銻、磷(lin)、錫等(deng)雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)時,在(zai)(zai)鋼加熱過程中,它們溶于(yu)固溶體內,使鐵的(de)(de)晶(jing)格產生彈(dan)性(xing)畸變和(he)(he)系統能(neng)量增(zeng)高,晶(jing)界處由于(yu)缺陷較(jiao)多,在(zai)(zai)一定(ding)條件下,雜質(zhi)會自(zi)發地向晶(jing)界區偏聚。另(ling)外,在(zai)(zai)回火過程中,蕨化(hua)物(wu)沉淀(dian)析出(chu)時,雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)會被排(pai)斥在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)物(wu)之外,促(cu)使基(ji)體利(li)碳(tan)化(hua)物(wu)界面附近的(de)(de)雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)濃(nong)度增(zeng)加。雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)這(zhe)種不規則的(de)(de)濃(nong)集層降低(di)了(le)晶(jing)面間的(de)(de)結合力,為裂紋提供(gong)了(le)成核和(he)(he)擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)機會,持這(zhe)種觀點的(de)(de)研(yan)究(jiu)者還(huan)指出(chu),當鋼中含(han)有鉻(ge)、鎳等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)時,由于(yu)在(zai)(zai)奧氏體化(hua)過程中也(ye)會產生一定(ding)程度的(de)(de)偏聚,而合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)和(he)(he)雜質(zhi)之間存在(zai)(zai)化(hua)學(xue)親合力,又加強了(le)雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)偏聚程度,所以,含(han)鉻(ge)、鎳等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)合金鋼的(de)(de)回火脆(cui)性(xing)更明顯一些。


 但是,這個理論也沒能解釋清楚回火脆性和回火冷卻速度有(you)密切關系的(de)原因。


 總之,關于鋼的(de)回火脆性的(de)實(shi)質(zhi)還(huan)是(shi)一個需(xu)要繼續(xu)深入(ru)探討的(de)課題。雖然,目前還(huan)缺(que)少(shao)一個最完善的(de)理論(lun)來(lai)解釋鋼的(de)回火脆性。但在(zai)某(mou)些方面還(huan)是(shi)有(you)相似觀點的(de)。


 ①. 沖擊斷(duan)裂基本(ben)上是沿晶界發生的(de)。可以認為回(hui)火脆性(xing)是晶界轉(zhuan)變的(de)結果。


 ②. 第二(er)類回火脆性(xing)是可逆(ni)的。可以(yi)認為(wei)回火脆性(xing)應該與(yu)某些析出物的溶(rong)解(jie)、析出過(guo)程有關。


 ③. 第(di)二(er)類回(hui)火脆性(xing)的產生與回(hui)火冷卻速(su)度相(xiang)關,可以認(ren)為回(hui)火脆性(xing)與回(hui)火冷卻過程中是否有(you)析出物(wu)有(you)關。


 3. 鋼(gang)的(de)回火脆性的(de)判(pan)斷(duan)和評價


 第二(er)類回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)的(de)產生與(yu)回火(huo)(huo)冷(leng)(leng)卻速度有(you)關,所以(yi),一般(ban)用(yong)鋼在回火(huo)(huo)快冷(leng)(leng)和緩(huan)冷(leng)(leng)后所測到的(de)沖(chong)擊值(zhi)的(de)比值(zhi)來評價其(qi)是否有(you)回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)及(ji)其(qi)嚴重程度。如某材料(liao)的(de)兩組沖(chong)擊試樣,保證在其(qi)他(ta)條(tiao)件相同的(de)條(tiao)件下,一組回火(huo)(huo)采用(yong)快冷(leng)(leng),另一組采用(yong)緩(huan)慢冷(leng)(leng)卻,若(ruo)快冷(leng)(leng)樣沖(chong)擊功(gong)為90J,緩(huan)慢冷(leng)(leng)卻樣沖(chong)擊功(gong)為60J,則Δ=90/60=1.5,稱Δ為回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)敏(min)感系數。一般(ban)當(dang)Δ>1,即認為有(you)回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)傾向,Δ值(zhi)越大(da),說明該(gai)材料(liao)在回火(huo)(huo)溫度下的(de)回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)越嚴重。


 這種評(ping)價(jia)回火脆性(xing)(xing)的(de)(de)方法(fa)(fa),一(yi)般能滿足常規條(tiao)件下(xia)工作零(ling)(ling)件對(dui)(dui)韌性(xing)(xing)的(de)(de)需要,在一(yi)些特(te)殊(shu)環境和條(tiao)件下(xia)工作零(ling)(ling)件,對(dui)(dui)材(cai)料(liao)韌性(xing)(xing)及韌性(xing)(xing)變(bian)化有特(te)別要求時,還應該采用更(geng)嚴格(ge)的(de)(de)評(ping)價(jia)方法(fa)(fa)。如測(ce)定材(cai)料(liao)的(de)(de)冷(leng)(leng)脆性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫度,或測(ce)定材(cai)料(liao)不同回火冷(leng)(leng)卻方式對(dui)(dui)冷(leng)(leng)脆轉(zhuan)變(bian)溫度提高(gao)(gao)程度的(de)(de)影響等。當(dang)然(ran),這些測(ce)試和評(ping)價(jia)更(geng)復雜,成本更(geng)高(gao)(gao)。


 4. 合(he)金元素對回火(huo)脆性的影響


  一般(ban)認為碳鋼(gang)是對回(hui)火脆(cui)性(xing)不敏感(gan)的(de)鋼(gang),合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)對回(hui)火脆(cui)性(xing)有不同程度的(de)影(ying)響,而且還與(yu)其含(han)量、與(yu)碳及其他合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)的(de)配比有關。合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)對回(hui)火脆(cui)性(xing)的(de)影(ying)響可大(da)(da)致分為以下情況。增大(da)(da)回(hui)火脆(cui)性(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)有錳硅、鉻(ge)、釩、磷、氫、硼等(deng)(deng);減小回(hui)火脆(cui)性(xing)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)有鉬、鎢等(deng)(deng);對回(hui)火脆(cui)性(xing)影(ying)響不明顯的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)有鈦、鈮、鋯(gao)等(deng)(deng);銅、鎳等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)單獨影(ying)響作用不大(da)(da)。


 在(zai)馬氏體不銹鋼中的主(zhu)要合(he)金元素對回火脆性(xing)傾向(xiang)影響(xiang)情況如下:


 ①. 鉻:對回火脆性有影響,且隨鉻含量的增加而(er)增加。當鋼中還有鎳、錳、磷(lin)元(yuan)素時,影響更大。


 ②. 鎳:鎳元(yuan)素本身(shen)對回火脆性(xing)影響不明顯,但與鉻、錳(meng)、磷等元(yuan)素在一起時(shi),則產生回火脆性(xing)。


 ③. 釩:增大回火脆性。但加(jia)釩的(de)(de)鋼提高了抗(kang)回火穩定性,-般采(cai)用更高的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)回火,可能(neng)遠離鋼的(de)(de)回火脆性溫(wen)度(du)(du)區間,所以(yi),實用上對(dui)回火脆性反映不(bu)很明顯。


 ④. 鉬:有(you)人認(ren)為(wei)鉬本身對回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性有(you)影(ying)響,但(dan)適當(dang)地加(jia)入有(you)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性的(de)鉻鋼、鉻-鎳(nie)(nie)鋼、鎳(nie)(nie)-錳鋼、鉻-錳鋼中(zhong),反(fan)而(er)會減小(xiao)和(he)消除鋼的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性。但(dan)也有(you)資料(liao)報(bao)道,在某些(xie)鋼中(zhong),當(dang)鉬含量超過一定(ding)量時(shi),反(fan)而(er)增大(da)了(le)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性。


 在馬氏體類不銹(xiu)鋼中(zhong),一(yi)般認(ren)為都有(you)(you)回(hui)火(huo)(huo)脆性傾(qing)向,其中(zhong),2Cr13、1Cr17Ni2、0Cr13Ni4Mo等(deng)有(you)(you)明顯的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性傾(qing)向。


5. 減小和消除回火脆性(xing)的方法(fa)


  鋼的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing),特別是第二類回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)給許(xu)多材(cai)料(liao)在(zai)(zai)使(shi)用中(zhong)帶來(lai)危害,應引(yin)起注意(yi)。在(zai)(zai)減小或消(xiao)除鋼的(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)方(fang)(fang)面,人們做(zuo)了(le)大量工作,并積累了(le)一(yi)些經驗。在(zai)(zai)工程(cheng)實用上(shang)可(ke)采取的(de)手段:一(yi)方(fang)(fang)面從(cong)控(kong)制化(hua)學成分入手,另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面是從(cong)改(gai)善(shan)回(hui)火(huo)(huo)冷卻方(fang)(fang)法上(shang)做(zuo)工作。


 屬于化學(xue)成分方面的(de)措施,包括合(he)理(li)設計鋼(gang)的(de)成分,控制引起(qi)回火脆性(xing)的(de)合(he)金元素(su)的(de)含量和(he)配比,或者合(he)理(li)加入減小回火脆性(xing)的(de)合(he)金元素(su),如鉬(mu)、鎢等。再就是提高鋼(gang)的(de)純度,減少雜(za)質和(he)低(di)熔點元素(su)。


 在(zai)熱處理方(fang)(fang)法(fa)上(shang),最簡單可(ke)行的(de)(de)是用(yong)回火(huo)(huo)快冷(leng)方(fang)(fang)法(fa)。為減少因回火(huo)(huo)快冷(leng)產(chan)生的(de)(de)應力(li),對(dui)于(yu)大型(xing)工件(jian)或要求嚴格(ge)控(kong)制(zhi)殘留應力(li)的(de)(de)工件(jian),可(ke)在(zai)回火(huo)(huo)快冷(leng)后(hou),再采(cai)用(yong)一次低于(yu)產(chan)生回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)去應力(li)回火(huo)(huo)。也有的(de)(de)采(cai)用(yong)兩段(duan)回火(huo)(huo)冷(leng)卻方(fang)(fang)法(fa),即回火(huo)(huo)保溫(wen)后(hou),先快速冷(leng)卻至產(chan)生回火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)溫(wen)度以下(xia)的(de)(de)溫(wen)度,再入爐(lu)繼續以緩慢方(fang)(fang)式冷(leng)卻。當(dang)然,這(zhe)在(zai)實(shi)際操作上(shang)不易準確控(kong)制(zhi)分段(duan)的(de)(de)時機。


 對(dui)某些成分的鋼(gang)(gang),可以(yi)降低淬(cui)火(huo)加熱(re)溫度減輕(qing)回火(huo)脆性。現在,我們可以(yi)概括地總結一下(xia):馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,由于含有(you)13%左右的鉻及其(qi)他合金元素,使其(qi)在加熱(re)奧(ao)氏(shi)(shi)體化、冷(leng)卻發生組織轉變及淬(cui)火(huo)后回火(huo)過程中具有(you)了與碳鋼(gang)(gang)不(bu)同(tong)的特征。


(1) 狀態圖有(you)了改(gai)變,縮(suo)小(xiao)了γ相區(qu)。


(2) 改變了(le)共(gong)析溫度(du)(du)和共(gong)析碳含量,降(jiang)低(di)了(le)馬(ma)氏體轉變溫度(du)(du)。


(3) 鋼在(zai)加熱奧氏體化時,應提(ti)高加熱保(bao)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度和(he)延長保(bao)溫(wen)(wen)時間。


(4) 奧(ao)氏(shi)體穩定(ding)程度提高了,可以采用較緩慢的淬火冷卻(que)方式,充分(fen)獲(huo)得馬氏(shi)體組織,提高了鋼的淬透性。


(5) 增加了淬火組織中的殘留(liu)奧氏體量。


(6) 與碳鋼相(xiang)比,在獲得(de)相(xiang)同硬度(du)和強度(du)的情況下(xia),需提高回火溫(wen)度(du),延長(chang)回火保溫(wen)時間。


(7) 增加了鋼的(de)回火脆性(xing)傾向,必要時采用快冷,以減(jian)少鋼的(de)回火脆性(xing)。