弹簧钢刀淬火回火教学(冷冲压模具的常规热处理工艺第三章“回火”的讲解)

Posted 2023-05-25

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弹簧钢刀淬火回火教学(冷冲压模具的常规热处理工艺第三章“回火”的讲解)

4.回火

钢件淬火后，为了消除内应力并获得所需求的组织和性能，将其加热到Ac、以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。淬火钢一般不直接使用，必须进行回火。这是因为：第一，淬火后得到的是性能很脆的马氏体组织，并存在有内应力；容易产生变形和开裂;第二，淬火马氏体和残余奥氏体都是不稳定组织，在工作中发生分解，导致零件尺寸的变化，而这对精密零件是不允许的，第三，为了获得要求的强度、硬度、塑性和韧性，以满足零件的使用要求。根据回火温度的高低，一般将回火分为三种：

（1）低温回火

回火温度为150℃---250 ℃。在低温回火时，从淬火马氏体内部会析出碳化物（Fe2,4C）薄片，马氏体的过饱和度减小。部分残余奥氏体转变为下贝氏体，但量不多。所以低温回火后组织为回火马氏体+残余奥氏体。下贝氏体量少可忽略。其中回火马氏体（回火M）有极细的碳化物和低过饱和度的固溶体组成。在显微镜下，高碳回火马氏体为黑针状，低碳回火马氏体为暗板条状，中碳回火马氏体为两者的混合物。低温回火的目的是降低淬火应力，提高工件韧性，保证淬火后的高硬度（一般为58HRC----64HRC）和高耐磨性。主要用于处理各种高碳钢工具、模具、滚动轴承以及渗碳和表面淬火的零件。

（2）中温回火

回火温度为350 ℃--500 ℃，得到铁素体基本与大量弥散分布的细粒状渗碳体的混合组织叫做回火屈氏体（回火T）。铁素体仍保留马氏体的形态，渗碳体比回火马氏体中的碳化物粗。回火屈氏体具有高的弹性极限和屈服强度，同时也具有一定的韧性，硬度一般为35HRC---45HRC。主要用于处理各类弹簧。

（3）高温回火

回火温度为500 ℃--650 ℃，得到细粒状渗碳体和铁素体的混合组织，称回火索氏体（图5-10）。

回火索氏体（回火S）综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性都比较好，硬度一般为25HRC---35HRC.通常把淬火加高温回火称为调质处理，它广泛用于各种重要的机器结构件，特别是受交变载荷的零件，如连杆、轴、齿轮等。也可作为某些精密工件如量具、模具等的预先热处理。钢调质处理后的机械性能和正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也比较好（表5-3）。这和它们的组织形态有关，调质得到的是回火索氏体，其渗碳体为粒状；正火得到的是索氏体+铁素体，索氏体中的渗碳体为片状，粒状渗碳体对阻止断裂过程的发展比片状渗碳体有利。

随着回火温度的升高，碳钢的硬度、强度降低，塑性提高。但回火温度太高，则塑性会有所下降（图5-11，图5-12）。

图5-13表示淬火钢回火过程中马氏体的碳质量分数、残余奥氏体量、内应力和碳化物粒子大小随回火温度的变化。需要指出的是钢在回火时会产生回火脆性现象，即在250 C--400 C和450 C---650 C两个温度区间回火后，钢的冲击韧性明显下降。这种现象合金钢中比较显著，应当设法避免。

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