回火脆性

回火脆性

淬火鋼回火後出現韌性下降的現象
回火脆性,是指淬火鋼回火後出現韌性下降的現象。淬火鋼在回火時,随着回火溫度的升高,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系曲線中出現了兩個低谷,一個在 200~400℃之間,另一個在450~650℃之間。随回火溫度的升高,沖擊韌性反而下降的現象,回火脆性可分為第一類回火脆性和第二類回火脆性。[1]
  • 中文名:回火脆性
  • 外文名:Fireback brittleness
  • 所屬學科:工學
  • 分類:第一類回火脆性和第二類回火脆性
  • 對象:淬火鋼

介紹

随着回火工藝中加熱溫度的升高,回火 後鋼的硬度、強度降低,塑性、韌性增加, 但沖擊值卻在某個溫度範圍内回火時,出現 顯著下降,并處于最低值的現象。這種現象 稱作回火脆性。在250°~400℃範圍内出現 的回火脆性稱第一類回火脆性; 在500~ 650℃範圍内出現的回火脆性稱第二類回火 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,主要發生在回火溫度為 250~400℃時,

1、特征

(1)具有不可逆性;(2)與回火後的冷卻速度無關;(3)斷口為沿晶脆性斷口。

2、産生的原因三種觀點:

(1)殘餘A轉變理論2)碳化物析出理論(3)雜質偏聚理論

3、防止方法

(1)降低鋼中雜質元素的含量;

(2)用Al脫氧或加入Nb、V、Ti等合金元素細化A晶粒;

(3)加入Mo、W等可以減輕;

(4)加入Cr、Si調整溫度範圍(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。發生的溫度在 400~650℃,

1、特征

(1)具有可逆性;

(2)與回火後的冷卻速度有關;回火保溫後,緩冷出現,快冷不出現,出現脆化後可重新加熱後快冷消除。

(3)與組織狀态無關,但以M的脆化傾向大;

(4)在脆化區内回火,回火後脆化與冷卻速度無關;

(5)斷口為沿晶脆性斷口。

2、影響第二類回火脆性的因素

(1)化學成分(2)A晶粒大小(3)熱處理後的硬度

3、産生的機理

(1)出現回火脆性時,Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚,都集中在2~3個原子厚度的晶界上,回火脆性随雜質元素的增多而增大。Ni、Cr不僅自身偏聚,而且促進雜質元素的偏聚。(2)淬火未回火或回火未經脆化處理的,均未發現合金元素及雜質元素的偏聚現象。(3)合金元素Mo能抑制雜質元素向A晶界的偏聚,而且自身也不偏聚。

以上說明:Sb、Sn、P等雜質元素向原A晶界偏聚是産生第二類回火脆性的主要原因,而Ni、Cr不僅促進雜質元素的偏聚,且本身也偏聚,從而降低了晶界的斷裂強度,産生回火脆性。

4、防止方法

(1)提高鋼材的純度,盡量減少雜質;

(2)加入适量的Mo、W等有益的合金元素;

(3)對尺寸小、形狀簡單的零件,采用回火後快冷的方法;

(4)采用亞溫淬火(A1~A3): 細化晶粒,減少偏聚。加熱後為A+F(F為細條狀),雜質會在F中富集,且F溶解雜質元素的能力較大,可抑制雜質元素向A晶界偏聚。

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

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