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回火脆性(xing),是指淬火(huo)鋼回(hui)火(huo)后出(chu)現韌性下降的(de)現象。
隨著(zhu)回火(huo)工藝中加熱(re)溫(wen)度(du)的升高,回火(huo) 后鋼(gang)的硬度(du)、強度(du)降(jiang)低,塑性(xing)、韌(ren)性(xing)增加, 但(dan)沖擊(ji)值卻(que)在某個溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)(wei)內回火(huo)時,出現(xian) 顯著(zhu)下降(jiang),并處于(yu)最低值的現(xian)象。這(zhe)種現(xian)象稱作回火(huo)脆(cui)性(xing)。在250°~400℃范(fan)圍(wei)(wei)內出現(xian) 的回火(huo)脆(cui)性(xing)稱第一類回火(huo)脆(cui)性(xing); 在500~ 650℃范(fan)圍(wei)(wei)內出現(xian)的回火(huo)脆(cui)性(xing)稱第二類回火(huo) 脆(cui)性(xing)。
第一類回火脆性
第一類回火脆性又稱(cheng)不可逆回火脆性,低溫回火脆性,主要發生在回火溫度(du)為 250~400℃時,
1、特(te)征(zheng)
(1)具有不可逆性;
(2)與回火后的冷卻速度無關(guan);
(3)斷口為沿晶脆性斷口。
2、產生的原因三種觀點:
(1)殘余A轉變理論(lun)
(2)碳(tan)化物析出理論
(3)雜質(zhi)偏聚理論
3、防止方法
(1)降低鋼(gang)中(zhong)雜質(zhi)元素的含(han)量;
(2)用(yong)Al脫氧或加(jia)入(ru)Nb、V、Ti等合金元素細(xi)化A晶粒(li);
(3)加入Mo、W等可以減輕;
(4)加入Cr、Si調整(zheng)溫(wen)度范圍(推(tui)向高溫(wen));
(5)采用(yong)等溫淬(cui)火代(dai)替淬(cui)火回火工藝。
第二(er)類(lei)回火脆性
第二類回(hui)火脆性又稱(cheng)可逆回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing),高(gao)溫回(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)。發生的溫度在 400~650℃,
1、特(te)征
(1)具有可逆性;
(2)與回(hui)火后(hou)(hou)的冷(leng)(leng)卻速度有關;回(hui)火保溫后(hou)(hou),緩冷(leng)(leng)出現,快(kuai)冷(leng)(leng)不出現,出現脆化后(hou)(hou)可重新加熱后(hou)(hou)快(kuai)冷(leng)(leng)消除。
(3)與組織狀態無關,但以M的(de)脆(cui)化傾向大;
(4)在脆化(hua)區內回(hui)火,回(hui)火后脆化(hua)與冷卻速(su)度(du)無(wu)關;
(5)斷(duan)口為(wei)沿(yan)晶脆性斷(duan)口。
2、影響第二類回(hui)火(huo)脆性的因素
(1)化學成分
(2)A晶粒大小
(3)熱處理(li)后(hou)的硬度
3、產(chan)生的機理
(1)出(chu)現(xian)回火(huo)脆(cui)性(xing)時,Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原(yuan)A晶(jing)界偏(pian)聚,都集(ji)中在(zai)2~3個原(yuan)子厚(hou)度的(de)晶(jing)界上,回火(huo)脆(cui)性(xing)隨雜質(zhi)元素的(de)增多(duo)而(er)增大。Ni、Cr不僅(jin)自身偏(pian)聚,而(er)且(qie)促進雜質(zhi)元素的(de)偏(pian)聚。
(2)淬火(huo)未回火(huo)或(huo)回火(huo)未經(jing)脆化處(chu)理(li)的(de),均未發現合金元(yuan)素及(ji)雜質元(yuan)素的(de)偏(pian)聚現象。
(3)合金元素Mo能(neng)抑制(zhi)雜質元素向A晶(jing)界的偏(pian)聚(ju),而且(qie)自身也不偏(pian)聚(ju)。
以上說明:Sb、Sn、P等(deng)雜質元素向(xiang)原A晶界偏聚(ju)是產(chan)生(sheng)第二類回火脆性的(de)主要(yao)原因,而(er)Ni、Cr不僅促進雜質元素的(de)偏聚,且本身也偏聚,從而(er)降低(di)了晶界的(de)斷裂強度,產生回(hui)火脆性。
4、防止方法
(1)提高鋼(gang)材的純度(du),盡量減少雜質;
(2)加入適(shi)量的Mo、W等有益(yi)的合金(jin)元素;
(3)對尺(chi)寸(cun)小、形(xing)狀簡單的(de)零件,采用回火(huo)后快冷(leng)的(de)方法;
(4)采用亞溫淬火(A1~A3): 細化晶粒,減少偏聚。加熱后為A+F(F為細條狀),雜質會(hui)在F中(zhong)富集,且F溶解雜質元素(su)的能力(li)較大,可抑制雜質元素(su)向A晶界偏聚。
(5)采用高溫形變(bian)熱處理,使晶(jing)粒超(chao)細化,晶(jing)界面積增大,降(jiang)低雜質元素偏聚的濃度。