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鋼經(jīng)淬火后,其內(nèi)部組織是不穩(wěn)定的,在不同的回火溫度下,將發(fā)生不同的組織轉(zhuǎn)變,如馬氏體的分解,碳化物的析出、聚集和長(zhǎng)大,殘留奧氏體的分解及α相的再結(jié)晶等,合金元素對(duì)這些轉(zhuǎn)變都會(huì)產(chǎn)生影響。
(1)提高淬火鋼的耐回火性 耐回火性是指淬火鋼在回火時(shí),抵抗強(qiáng)度、硬度下降的能力。不同的鋼在相同溫度回火后,強(qiáng)度、硬度下降少的,其耐回火性較高。由于合金元素溶人馬氏體,使原子擴(kuò)散速度減慢,因而在回火過(guò)程中馬氏體不易分解,碳化物不易析出,析出后也較難聚集長(zhǎng)大,特別是強(qiáng)碳化物形成元素,使合金鋼在相同溫度回火后強(qiáng)度、硬度下降較少,即比碳素鋼具有更高的耐回火性。因此,在相同的回火溫度下合金鋼的硬度要比相同碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳素鋼高,即合金鋼的耐回火性高。合金鋼耐回火性較高,一般是有利的。在達(dá)到相同硬度的情況下,合金鋼的回火溫度要比碳素鋼高,回火時(shí)間也應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng),可進(jìn)一步消除殘留應(yīng)力,因而合金鋼的塑性、韌性較碳素鋼好。
(2)回火時(shí)產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象 在含有碳化物形成元素鉻、鎢、鉬、釩、鈮、鈦等的合金鋼中,在500~600℃之間回火時(shí),會(huì)從馬氏體中析出特殊碳化物,如Mo2C、W2C、VC等,這些碳化物呈高度彌散狀態(tài),分布在馬氏體基體上,且與馬氏體保持共格關(guān)系,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)使鋼的硬度不但不降低,反而有所回升,在硬度一回火溫度曲線上出現(xiàn)“二次硬化峰”,這種現(xiàn)象稱為二次硬化,如圖8-10所示。某些高合金鋼淬火組織中殘留奧氏體量較多,且十分穩(wěn)定,當(dāng)加熱到500~600℃時(shí)仍不分解,僅是析出一些特殊碳化物,由于特殊碳化物的析出,使殘留奧氏體中碳及合金元素濃度降低,提高了Ms溫度,故在隨后冷卻時(shí)就會(huì)有部分殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,使鋼的硬度提高。
(3)回火時(shí)產(chǎn)生第二類回火脆性 與碳素鋼一樣,合金鋼在回火時(shí),其總的規(guī)律是隨著回火溫度的升高,沖擊韌度升高。但某些合金鋼淬火后在450~650℃范圍內(nèi)回火后緩慢冷卻,會(huì)出現(xiàn)沖擊韌度下降的現(xiàn)象,如果在這一溫度范圍內(nèi)回火后快速冷卻,則不出現(xiàn)上述情況。人們將這類回火脆性稱為第二類回火脆性。
第二類回火脆性的特點(diǎn)是:在脆性溫度范圍內(nèi)回火后緩冷,才出現(xiàn)脆性。
第二類回火脆性的產(chǎn)生,一般認(rèn)為與雜質(zhì)及某些合金元素向晶界的偏聚有關(guān)。實(shí)踐證明,各類合金結(jié)構(gòu)鋼都有第二類回火脆性的傾向,只是程度不同而已。目前減輕或消除第二類回火脆性的方法有:提高鋼的純度,降低雜質(zhì)元素的含量;加入適量的鉬和鎢,可延緩雜質(zhì)元素的偏聚;回火后快速冷卻。
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