回火脆性

淬火钢回火后出现韧性下降的现象

回火脆性，是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。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 200~400℃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。

介绍

随着回火工艺中加热温度的升高，回火后钢的硬度、强度降低，塑性、韧性增加，但冲击值却在某个温度范围内回火时，出现显著下降，并处于最低值的现象。这种现象称作回火脆性。在250°～400℃范围内出现的回火脆性称第一类回火脆性; 在500～ 650℃范围内出现的回火脆性称第二类回火脆性。

第一类回火脆性

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，

1、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。

2、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

3、防止方法

（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

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℃，

1、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。

2、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

3、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。

4、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。

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