回火

发布时间：2018-07-13  中国阀门信息网   阅读数：1277　　　　

回火又称配火。金属热处理工艺的一种。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。

钢铁工件在淬火后具有以下特点：

①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。

②存在较大内应力。

③力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。  

 作用   回火的作用在于：

①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。    回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。回火温度越高，这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢，在某一温度范围回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。这种现象称为二次硬化。   要求 用途不同的工件应在不同温度下回火，以满足使用中的要求。

①刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行低温回火。低温回火后硬度变化不大，内应力减小，韧性稍有提高。

②弹簧在350～500℃下中温回火，可获得较高的弹性和必要的韧性。

③中碳结构钢制作的零件通常在500～600℃进行高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良好配合。淬火加高温回火的热处理工艺总称为调质。   钢在300℃左右回火时，常使其脆性增大，这种现象称为第一类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。在钢中加入钼，或回火时在油或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。

回火脆性    回火脆性是指淬火钢回火后出现韧性下降的

现象。    回火脆性：淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷，一个在200~350℃之间，另一个在450~650℃之间。随回火温度的升高，冲击韧性反而下降的现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。  

 第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为 250～400℃时，  

 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。  

 1、产生的原因三种观点：    

（1）残余A转变理论

（2）碳化物析出理论

（3）杂质偏聚理论  

2、防止方法    无法消除,不在这个温度范围内回火，没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素    

（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。    第二类回火脆性又称可逆回火脆性，高温回火脆性。发生的温度在 400～650℃，  

 特征    

（1）具有可逆性；    

（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。    

（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。  

3、影响第二类回火脆性的因素    

（1）化学成分

（2）A晶粒大小

（3）热处理后的硬度  

 4、产生的机理    

（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。

以上说明：Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性。  

 5、防止方法    

（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；    

（4）采用亚温淬火（A1~A3）： 细化晶粒，减少偏聚。加热后为A+F（F为细条状），杂质会在F中富集，且F溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向A晶界偏聚。    

（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。