1樓：匿名使用者
鋼的回火脆性
通常，淬火鋼在回火時，隨著回火溫度的升高，硬度降低，韌性升高。但是在許多鋼的回火溫度與衝擊韌性的關係曲線中卻出現了兩個低谷，一個在200~400℃之間，另一個在450~650℃之間。這種在淬火鋼回火後出現韌性下降的現象稱為回火脆性。
回火脆性可分為第一類回火脆性和第二類回火脆性。
（1）第一類回火脆性
合金鋼淬火後於250℃～400℃範圍回火後產生的回火脆性，呈晶間型斷裂特徵，且不能用重新加熱的方法消除，稱為第一類回火脆性、低溫回火脆性，主要產生在合金結構鋼中。如在出現第一類回火脆性後再加熱到更高溫度回火，可以將脆性消除，使衝擊韌性重新升高。此時若再在200～400℃溫度範圍內回火將不再會產生這種脆性。
由此可見，第一類回火脆性是不可逆的，故又可稱之為不可逆回火脆性。
幾乎所有的鋼均存在第一類回火脆性。如含碳不同的cr-mn鋼回火後的衝擊韌性均在350℃出現一低谷。第一類回火脆性不僅降低室溫衝擊韌性，而且還使冷脆轉變溫度50％fatt升高，斷裂韌性下降。
如fe-0.28 c-0.6 4mn-4.
82mo鋼經225℃回火後斷裂韌性為117.4mn／m，而經300℃回火後由於出現了第一類回火脆性，使斷裂韌性降至73.5mn／m。
出現第一類回火脆性時大多為沿晶斷裂，但也有少數為穿晶解理斷裂。
影響笫一類回火脆性的因素主要是化學成分。可以將鋼中元素按其作用分為三類。
1)有害雜質元素，其中包括s、p、as、sn、sb、cu、n、h、o等。鋼中存在這些元素時均將導致出現第一類回火脆性。不含這些雜質元素的高純鋼沒有或能減輕第一類回火脆性。
2)促進第一類回火脆性的元素。屬於這一類的合金元素有mn、si、cr、ni、v 等。這一類合金元素的存在能促進第一類回火脆性的發展。
有的元素單獨存在時影響不大，如ni。但當ni與si同時存在時則也能促進第一類回火脆性的發展。部分合金元素還能將第一類回火脆性推向較高的溫度，如cr與si。
3)減弱第一類回火脆性的元素。屬於這一類的合金元素有mo、w、ti、al等。鋼中含有這一類合金元素時第一類回火脆性將被減弱，其中以mo的效果最顯著。
除化學成分外，影響第一類回火脆性的因素還有奧氏體晶粒的大小以及殘餘奧氏體量的多少。奧氏體晶粒愈細，第一類回火脆性愈弱；殘餘奧氏體量愈多則愈嚴重。
常採取的措施有：
○1降低鋼中雜質元素的含量；
○2用al脫氧或加入nb、v、ti等合金元素細化a晶粒；
○3加入mo、w等可以減輕；
○4加入cr、si調整溫度範圍（推向高溫）；
○5採用等溫淬火代替淬火回火工藝。
（2）第二類回火脆性
合金鋼淬火後於500℃～550℃範圍回火後或從600℃以上回火緩冷通過500℃～550℃後產生的回火脆性，主要產生在鉻鋼、錳鋼及鎳鉻鋼中。重新加熱到600℃以上快速冷卻可以消除此類回火脆性。在450～650℃溫度之間回火時出現的脆化現象稱為第二類回火脆性。
第二類回火脆性又稱可逆回火脆性，高溫回火脆性。
產生第二類回火脆性的機理：○1出現回火脆性時，ni、cr、sb、sn、p等都向原a晶界偏聚，都集中在2~3個原子厚度的晶界上，回火脆性隨雜質元素的增多而增大。ni、cr不僅自身偏聚，而且促進雜質元素的偏聚。
○3淬火未回火或回火未經脆化處理的，均未發現合金元素及雜質元素的偏聚現象。○3合金元素mo能抑制雜質元素向a晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。
以上說明：sb、sn、p等雜質元素向原a晶界偏聚是產生第二類回火脆性的主要原因，而ni、cr不僅促進雜質元素的偏聚，且本身也偏聚，從而降低了晶界的斷裂強度，產生回火脆性。
第二類回火脆性的主要特徵為：
○1具有可逆性；在脆化以後(包括緩冷脆化及部分等溫脆化)，如再重新加熱到650℃以上，然後快冷至室溫，則可消除脆化。在脆化消除以後還可再次發生脆化(包括緩冷脆化及等溫脆化)。這表明第二類回火脆性是可逆的，故又可稱之為可逆回火脆性。
○2與回火後的冷卻速度有關；除了在450～650℃之間回火時會引起脆性外，在較高溫度回火後緩慢通過450～650℃的脆性發展區也會引起脆化，即所謂緩冷脆化。如高溫回火後快冷通過脆性發展區則不引起脆化。出現脆化後可重新加熱後快冷消除。
○3與組織狀態無關，但以m的脆化傾向大；
○4在脆化區內回火，回火後脆化與冷卻速度無關；
○5斷口為沿晶脆性斷口。第二類回火脆性可以使室溫衝擊韌性ακ顯著下降，冷脆轉化溫度50％fatt顯著升高。出現第二類回火脆性時，斷口呈沿晶斷裂。
影響第二類回火脆性的因素有化學成分、a晶粒大小、熱處理後的硬度。
○1化學成分的影響；鋼的化學成分是影響第二類回火脆性的最重要的因素。可以按作用的不同將存在於鋼中的元素分成三類：
雜質元素：屬於這一類的元素有p、sn、sb、as、b、s等。第二類回火脆性是由這些雜質元素引起的。
但當鋼中不含ni、cr、mn、si等合金元素時雜質元素的存在不會引起第二類回火脆性。如一般碳鋼就不存在第二類回火脆性。雜質元素的作用與鋼料的成分有關。
在ni-cr鋼中以sb的作用最大，sn次之；在cr-mn鋼中則以p的作用最大，sb、sn次之。對於低碳鋼，p的作用比sn大，對於中碳鋼，sn的作用比p大。
促進第二類回火脆性的合金元素。屬於這一類的元素有ni、cr、mn、si、c等。這類元素單獨存在時也不會引起第二類回火脆性，必須與雜質元素同時存在時才會引起第二類回火脆性。
當雜質元素含量一定時，這類元素含量愈多，脆化愈嚴重。當鋼中僅含一種這類元素時，脆化能力以mn最高，cr次之，ni再次之。當ni含量小於1.
7％時不引起脆化。當兩種以上的元素同時存在時，脆化作用更大。
扼制第二類回火脆性的元素。屬於這一類的元素有mo、w、v、ti。往鋼中加入這類元素可以扼制和減輕第二類回火脆性。
這類元素的加入量有一最佳值。超過最佳值後，扼制效果變壞。如mo的最佳加入量為0.
5～0.75％。因此，mo含量超過最佳值後，隨mo含量增加，△fatt也增加。
w的扼制作用較mo小，為達到同樣扼制效果，w的加入量應為mo的2～3倍。稀土元素la，nb、pr等也能扼制第二類回火脆性。
○2熱處理工藝引數的影響
在450～650℃溫度範圍內回火引起的第二類回火脆性的脆化速度及脆化程度均與回火溫度及時間密切有關。溫度一定時，隨等溫時間延長，50％fatt升高，△fatt增加。在550℃以下，脆化溫度愈低，脆化速度愈慢，但能達到的脆化程度愈大。
550℃以上，隨等溫溫度升高，脆化速度變慢，能達到的脆化程度進一步下降。根據脆化動力學圖看出，脆化過程是一個擴散過程。
○3組織因素的影響
與第一類回火脆性不同，不論鋼具有何種原始組織均有第二類回火脆性，但以馬氏體的回火脆性最嚴重，貝氏體次之，珠光體最輕。這表明第二類回火脆性主要不是由於馬氏體的分解及殘餘奧氏體的轉變引起的。
○4第二類回火脆性還與奧氏體晶粒度有關，奧氏體晶粒愈細，第二類回火脆性愈輕。
第二類回火脆性的脆化程度可以用衝擊韌性ακ的下降程度及冷脆轉化溫度50％fatt的升高程度來表示。用ακ的下降表示時可以採用回火脆性敏感係數α：
α=ακ/ακ脆
式中ακ——非脆化狀態的衝擊韌性值；
ακ脆——脆化狀態的衝擊韌性值。
用冷脆轉化溫度50％fatt的升高表示時，可以採用回火脆度△fatt：
△fatt=50％fatt脆-50％fatt
式中50％fatt——非脆化狀態的冷脆轉化溫度，
50％fatt脆——脆化狀態的冷脆轉化溫度。
α愈趨近於l，△fatt愈趨近於零，脆化程度愈低，亦即對第二類回火脆性愈不敏感。
第二類回火脆性防止方法：
○1提高鋼材的純度，儘量減少雜質；
○2加入適量的mo、w等有益的合金元素；
○3對尺寸小、形狀簡單的零件，採用回火後快冷的方法；
○4採用亞溫淬火（a1~a3）： 細化晶粒，減少偏聚。加熱後為a+f（f為細條狀），雜質會在f中富集，且f溶解雜質元素的能力較大，可抑制雜質元素向a晶界偏聚。
○5採用高溫形變熱處理，使晶粒超細化，晶介面積增大，降低雜質元素偏聚的濃度。
2樓：匿名使用者
回火脆化現象 定義：回火時韌性下降的現象。 1.
低溫回火脆性（第一類回火脆性） 在250～400℃間回火時出現的脆性叫低溫回火脆性。幾乎所有的鋼都存在這類脆性，稱為不可逆回火脆性。產生的主要原因是，在250℃以上回火時，碳化物薄片沿板條馬氏體的板條邊界或針狀馬氏體的孿晶帶和晶界析出，破壞了馬氏體之間的連線，降低了韌性。
在這樣的溫度下殘餘奧氏體的分解也增進脆性，但它不是產生低溫回火脆性的主要原因。 為了防止這類脆性，一般是不在該溫度範圍內回火，或採用等溫淬火處理。鋼中加入少量矽，可使此脆化溫區提高。
2.高溫回火脆性（第二類回火脆性） 在450～650℃間回火時出現的脆性稱為高溫回火脆性。它與加熱、冷卻條件有關。
加熱至600℃以上後，慢速冷卻通過此溫區時出現脆性；快速通過時不出現脆性。在脆化溫度長時間保溫後，即使快冷也會出現脆性。將已產生脆性的工件重新加熱至600℃以上快冷時，又可消除脆性。
如再次加熱至600℃以上慢冷，則脆性又再次出現。所以此脆性稱為可逆回火脆性。 高溫回火脆性的斷口為晶間斷裂。
一般認為，產生高溫回火脆性的主要原因是磷等雜質在原奧氏體晶界上偏聚。鋼中鉻，鎳等合金元素促進雜質的這種偏聚，而且本身也能發生晶界偏聚，因此增大了產生回火脆性的傾向。 防止高溫回火脆性的方法是：
儘量減少鋼中雜質元素的含量；或者加入鉬等能抑制晶界偏聚的合金元素。
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