回火時韌性下降的現(xiàn)象通稱為回火脆性或回火脆化;鼗鸫嘈杂謨深悾旱谝活惢鼗鸫嘈园l(fā)生在200~400℃之間;第二類回火脆性在350~650℃之間。這兩種脆性發(fā)生的溫度范圍有時部分重疊,而且其產(chǎn)生的機理也有部分相似之處,有時很難再其間劃出嚴(yán)格的界線,但二者還是兩種不同的現(xiàn)象。第一類回火脆性的是可逆的,與鋼的化學(xué)成分關(guān)系不大。
第一類回火脆性最明顯表現(xiàn)是將淬火鋼在200~400℃回火1h以上,不管是快冷或慢冷,鋼的夏氏缺口沖擊功都會降低。直到目前為止,關(guān)于第一類回火脆性的集中主要實驗看法可歸納如下。
(1)殘余奧氏體的分解 研究中,低碳鋼中的殘余奧氏體后發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生第一類回火脆性時,總是伴隨著殘余奧氏體的分解,在板條間產(chǎn)生Fe3C薄膜,正是這種Fe3C薄膜導(dǎo)致了第一類回火脆性。由于一般中、低碳鋼淬火后主要形成板條狀馬氏體,殘余奧氏體則存在于馬氏體板條之間,因此分解而成的Fe3C也處于板條之間。其所熬成的斷裂對于馬氏體而言是沿晶斷裂,而對于原奧氏體而言則是穿晶斷裂。
(2)雜質(zhì)元素 雜質(zhì)偏聚在原奧氏體晶界,晶間脆化,引起第一類回火脆性,雜質(zhì)元素有磷、硫等。合金元素錳、硅也促進(jìn)產(chǎn)生第一類回火脆性。
(3)馬氏體板條間的碳化物 低溫回火時新生的碳化物沿板條馬氏體的板條、束的邊界或片狀馬氏體的欒晶帶和晶界上析出,因而引起鋼回火的第一類脆性。碳化物隨著回火溫度的升高,碳化物聚集、長大、球化,改善了各類截面的脆化性質(zhì),使鋼的沖擊韌性得到提高。這類現(xiàn)象已經(jīng)被很多實驗證實。
貝氏體是形核長大過程,是介于珠光體浴馬氏體之間的轉(zhuǎn)變,因而具有這兩種轉(zhuǎn)變的特征,對于下貝氏體,一般認(rèn)為下貝氏體中的碳化物是自飽和鐵素體中析出,與淬火馬氏體+低溫回火的轉(zhuǎn)變方式不同,但是貝氏體可以獲得更好的力學(xué)性能。
根據(jù)第一類回火脆性的可能產(chǎn)生因素以及貝氏體轉(zhuǎn)變特征,除了才用剛才的冶金措施以外,在工藝上采用貝氏體等溫淬火代替淬火+回火的熱處理方法,可以避免第一類回火脆性的發(fā)生,但是只是部門的預(yù)防。也可以采用短時快速回火的方法避免。