钢的回火钢的回火回火的概念：将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度，保温一定时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体；不完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体+贝氏体+碳化物+先共析铁素体等。这些组织在A1以下都是亚稳定组织。发生亚稳定状态向稳定状态的过渡，最终的稳定状态为铁素体+渗碳体。钢在淬火后所得的组织回火组织回火马氏体回火屈氏体回火索氏体钢回火的目的降低淬火钢的脆性提高韧性，调整硬度消除内应力稳定工件的尺寸获得所需要的力学性能一、淬火钢在回火时的组织转变马氏体中的碳的偏聚主要发生在20～100℃碳原子处于扁八面体间隙碳原子偏聚在位错线上（板条、片状马氏体）淬火钢在回火时的组织转变①马氏体分解：主要发生在100～200℃马氏体中的过饱和碳原子脱溶以ε碳化物（FexＣ，x为2-3）的形式析出，析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，用“M回”
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示。回火马氏体：α相和弥散的ε碳化物组成的复相组织马氏体的分解依据碳原子扩散距离的大小分为：二相式分解连续式分解马氏体的二相式分解马氏体的连续式分解淬火钢在回火时的组织转变②残余奥氏体分解：主要发生在200～300℃残余奥氏体分解为ε碳化物和过饱和α，组织仍是回火马氏体。淬火钢在回火时的组织转变③ε碳化物转变为Fe3Ｃ：主要发生在250～400℃在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状渗碳体的组织，称为回火屈氏体，用“T回”表示。淬火钢在回火时的组织转变淬火钢在回火时的组织转变④渗碳体的聚集长大及α相再结晶主要发生在400℃以上形成颗粒状渗碳体，铁素体由针片状转变为多边形，这种组织称为回火索氏体，用“S回”表示。二、回火温度根据工件所要求的机械性能、所用的回火温度可分为三种：低温回火：150ºC~250ºC回火马氏体中温回火：350ºC~500ºC回火屈氏体高温回火：500ºC~650ºC回火索氏体1、低温回火低温回火（150～250℃）组织为回火马氏体（隐晶马氏体和细粒状碳化物）能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、模具、轴承、渗碳件及经表面淬火的工件。2、中温回火中温回火（350～500℃）组织为回火索氏体具有较高弹性、高强度和硬度、良好的塑性和韧性硬度为35--45HRC主要用于弹簧零件及热锻模具的处理3、高温回火高温回火（500～650℃）组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性能。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称作调质处理，简称“调质”。调质广泛用于处理重要的结构零件，如螺栓、轴、齿轮等。三、回火保温时间回火保温时间要保证工件各部分温度均匀，组织转变充分进行，尽可能降低或消除内应力，使工件回火后的性能符合技术要求。四、回火后的冷却空冷油冷水冷回火过程中的性能变化回火过程中的性能变化总的规律是：随回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升。①回火温度在200℃以下,钢的硬度不降低,对高碳钢，甚至略有升高。②回火温度在200～300℃,高碳钢的硬度再次升高,中、低碳钢硬度缓慢降低。③回火温度300℃以上，钢的硬度呈直线下降。④回火屈氏体、回火索氏体和球状珠光体与过冷奥氏体直接分解得到的屈氏体、索氏体和珠光体的力学性能有显著区别。五、回火脆性一般情况，淬火钢回火时冲击韧性随回火温度升高而增大。在某些温度区间回火，出现冲击韧性显著降低的现象（回火脆性）。中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系250-400oC回火（第一类或低温回火脆性）450-650oC回火（第二类或高温回火脆性）1、第一类回火脆性温度范围250~400℃之间，也称为低温回火脆性。特征（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。三种观点：（1）残余A转变理论第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时残余A转变的温度范围相对应。第一类回火脆性产生的原因（2）碳化物析出理论钢回火时，ε-FeXC转变为χ-Fe5C2或θ-Fe3C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，而新形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出，从而使材料的脆性增加。回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。第一类回火脆性产生的原因（3）杂质偏聚理论S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。第一类回火脆性产生的原因（1）降低钢中杂质元素的含量；（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；（3）加入Mo、W等可以减轻；（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。第一类回火脆性防止方法2、第二类回火脆性温度范围450~650℃之间，也称为高温回火脆性。特征（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿晶脆性断口。（1）出现回火脆性时，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素的增多而增大。Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素及杂质元素的偏聚现象。（3）合金元素Mo能抑制杂质元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。第二类回火脆性产生的机理（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；第二类回火脆性的防止方法
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