热处理之-回火时机械性能的变化

目录

前 言

硬度和强度的变化

塑性和韧性的变化

结 束 语

前言

回火相变

回火Tempering

回火，作为传统“四把火”之一，其对于钢材的作用不言而喻。同时也是我们日常工作中经常接触的工艺。那么，对于在回火过程中的机械性能变化趋势，不知大家是否有足够的了解呢?通常而言，回火过程中主要关注的机械性能有：硬度、强度、塑性和韧性，具体内容见下文所述。

一、硬度和强度的变化

各种碳钢在回火时硬度和强度的变化基本相似，总的趋势是：随着回火温度升高，硬度和强度降低，如图1所示。

图1 回火温度对各种淬火碳钢硬度的影响

低碳钢在淬火时已经发生碳原子向位错线偏聚和少量碳化物的自回火现象，所以在200℃以下回火时其组织变化较小，硬度变化不大。但在低温回火时，随回火温度升高，碳原子偏聚的倾向增大，屈服强度，尤其是弹性极限随回火温度升高(低于250℃)而增大。在300-450℃回火时，各种碳钢的弹性极限最高。

高碳钢(>0.8%C)在100℃回火时硬度稍有上升，这是由于C原子偏聚以及ε-碳化物析出造成的;而在200-300℃回火时出现的硬度“平台”则是由于残余奥氏体转变(使硬度上升)和马氏体大量分解(使硬度下降)这两个因素综合作用的结果。

钢中加入合金元素能减小硬度和强度降低的趋势。由于合金元素有提高回火稳定性的作用，与相同碳含量的碳钢相比，在高于300℃回火时，如果回火温度和时间相同，则合金钢常常具有较高的强度。加入强烈形成碳化物的合金元素还可以在高温(500-600℃)回火时析出细小弥散的特殊碳化物，产生二次硬化现象。

二、塑性和韧性的变化

淬火钢在回火时，随回火温度升高，由于淬火内应力消除、碳化物聚集长大和球化以及α相回复和再结晶，在硬度和强度不断下降的同时，塑性(端面收缩率、延伸率)不断上升。但高碳钢在低温(低于300℃)回火时其塑性几乎等于零，而低碳马氏体却具有良好的综合性能。

淬火钢在回火时的冲击韧性并不一定随回火温度升高而单调地增高，许多钢可能在两个温度区域内出现韧性下降的现象，如图2所示。

图2 CrNi钢冲击韧性与回火温度的关系

这种随回火温度升高，冲击韧性反而下降的现象，称为“回火脆性”。

三、结束语

本期和大家分享了回火时的“强度和硬度、塑性和韧性”的变化规律。同时文中也提及到几个关键词，接下来就再回顾回顾一下吧。NO.1 什么叫回火?NO.2 什么叫自回火?NO.3 什么叫二次硬化?NO.4 什么叫回火脆性?好的，本期文章到此就结束了，欲知后续精彩内容，且看下期分解。