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回火组织对材料硬度的影响

发布时间:2018-04-18

钢材淬火后获得马氏体组织,这种组织是不稳定的,具有向铁素体和渗碳体混合组织进行转变的倾向,回火加热时,原子活动能力加强,加快了这种组织转变的过程,从而导致材料性能发生变化。

200℃左右回火时,马氏体中过饱和的碳原子脱落,析出细小弥散的碳化物。这时马氏体易受浸蚀,在光学显微镜下观察,其颜色比淬火马氏体要深,但不能观察到回火时析出的细小的碳化物。

回火温度在200~300℃时,主要转变过程是残余奥氏体的分解。同时马氏体分解仍继续进行。在这个阶段所得到的组织基本上仍属于回火马氏体,如图2-16(a)所示。

回火温度在250~400℃时,在马氏体继续分解的同时,发生碳化物的转变和聚集,并形

成渗碳体。随着回火温度的升高,渗碳体逐渐聚集长大成细粒状。碳钢马氏体的分解过程到350℃基本结束.a固溶体中的碳含量接近饱和成分,即成为体心立方晶格的铁素体。但是这种铁素体尚保留着原马氏体的针状形态。这种针状铁素体和细粒状渗碳体的混合组织叫回火屈氏体,如图2-16(b)所示。在电子显微镜下,可观察到板片状的碳化物。

当回火温度超过400℃以后,渗碳体尺寸将显著长大,并逐渐球化,针状形态的铁素体将发生再结晶过程,逐渐为多边形晶粒的铁素体所代替。这种细粒状渗碳体分布在多边形铁素体上的组织叫回火索氏体,如图2-16(c)所示。合金元素加入钢中对回火过程的转变影响很大。在马氏体分解的第一阶段,由于温度较低,一般认为合金元素没有显著影响。在马氏体分解的第二阶段,合金元素的影响就逐渐显示出来,主要是它们能阻碍碳化物的聚集长大,从而减慢碳从固溶体中析出的速度,使马氏体完全分解推向更高的温度范围,因此提高钢的抗回火稳定性。和碳钢相比,在同一温度回火后,合金钢的回火马氏体能保留较高的过饱和碳含量,因而具有较高的硬度和强度。

回火索氏体由马氏体在500~650℃时高温回火形成。其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织,马氏体片的痕迹已消失,渗碳体的外形已较清晰,但在光镜下仍难分辨,在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。

随着回火温度的由低升高,材料的强度和硬度逐渐降低,但其伸长率则逐渐增加,冲击韧性也逐渐增加,回火索氏体具有良好的综合力学性能,韧性和强度都显著优于珠光体。


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