特殊热处理——真空回火课件.ppt

真空回火 概述 目的:保持真空淬火的优势（产品不氧化、不脱碳、表面光亮、无氟水污染等）； 降低脆性， 提高韧性； 对热处理后不再进行精加工并须进行多次高温回火的精密工具更应进行真空回火。 淬火回火方法对材料性能影响 真空回火工艺 真空回火的光亮度 冷、热态真空炉中的气氛 热态真空炉内残留气体的水蒸气谱峰尚在, 而氧气谱峰消失, 大部分转化成一氧化碳谱峰和二氧化碳谱峰, 该变化是借助于碳氢物质的挥发和石墨类加热元件而完成的。 水蒸气的分子将连续地分解成氢和氧, 而氧和碳则又结合成一氧化碳, 氢则被保留下来。 真空回火气氛对光亮度的影响机理 加热升温,真空炉中零件上附着的各类物质发生挥发, 真空度迅速降低； 升温时间的延长和温度的升高, 零件上挥发的残留清洗剂和残留油脂的谱峰幅值降低, 而水蒸气的谱峰仍很高. 此状态一直要持续到约650℃左右。真空炉内残留气体为弱氧化性气氛。 温度继续升高超过650℃后, 真空炉内气氛的性质急剧变化，至1650℃这一温度区间, 炉内存在的是一氧化碳和氢气, 真空炉内的残留气体属弱还原性气氛。 影响真空回火光亮度的主要原因 因漏气或泵抽空能力不够,使真空炉形成有弱氧化性气氛,引起氧化着色而损坏了光亮度; 真空炉内真空度过高,使材质中含蒸气压高的元素挥发,使零件表面成分挥发而损坏了光亮度。 影响真空回火光亮度的因素 材质含合金元素的种类和量 加热温度、压力、时间 加热或冷却时真空炉内的气氛 冷却用介质气或油中不纯物含量 冷却速度 影响真空回火光亮度的因素 提高真空回火光亮度的方法 提高工作真空度； 充N2中加入10％ H2，气氛成还原性； 减少真空炉隔热屏吸收和排放水气的影响； 快速冷却，工件出炉温度低； 提高温度均匀性。 真空回火脆性 回火脆性：随着回火温度的提高，强度与硬度的降低， 钢的冲击韧度并不总是单调上升，在两个温度范围内出现低谷，引起的脆性增加。 第一类回火脆性：200～350℃出现的低温回火脆性； 第二类回火脆性：450～650℃出现的高温回火脆性； 第一类回火脆性的主要特征 不可逆型 降低室温冲击韧度 增加冷脆转变温度 显微组织沿晶断裂或少数的穿晶断裂 第一类真空回火脆性 影响第一类回火脆性的因素 化学成分 奥氏体晶粒的大小 残余奥氏体量的多少 化学成分对第一类回火脆性的影响 第一类回火脆性发生机理假设 残余奥氏体转变理论 碳化物簿壳理论 晶界偏聚理论 残余奥氏体转变理论 根据：第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时的残余奥氏体转变的温度范围相对应； 转变结果：将使塑性相奥氏体消失， 很好地解释Cr、Si等元素将第一类回火脆性推向高温以及残余奥氏体量增多能够促进第一类回火脆性等现象。 不足：对于有些钢来说，第一类回火脆性与残余奥氏体转变并不完全对应。故残余奥氏体转变理论不能解释各种钢的第一类回火脆性。 碳化物簿壳理论 根据：经电镜观察，在出现第一类回火脆性时，沿晶界有碳化物薄壳形成，第一类回火脆性是由碳化物薄壳引起的。 很好的解释沿晶界形成脆性相能引起脆性沿晶断裂。 不足：理论初期未解释碳化物薄壳是怎样形成的。 低、中碳钢碳化物的薄壳的形成 低、中碳钢淬火后得到板条马氏体以及沿板条条界分布的碳含量高的薄壳状残余奥氏体。 低温回火： C0.2％的板条马氏体内只发生碳的偏聚而不析出碳化物， C0.2％的马氏体则有可能在马氏体内部均匀弥散析出亚稳过渡碳化物。 当回火温度超过200℃： 在低碳马氏体中也有可能析出细针状碳化物。 与此同时，还将在板条马氏体条界形成θ-碳化物的核并长成条片状θ-碳化物。θ- 碳化物的形成既依靠残余奥氏体的分解，也依靠马氏体内已析出的弥散的亚稳过渡碳化物及细针状θ-碳化物的回溶。 这种条片状θ-碳化物即电镜下观察到的薄壳状碳化物。 高碳钢碳化物薄壳的形成 对于在板条界有较多高碳残余奥氏体的钢料来说，残余奥氏体转变理论与碳化物薄壳理论是一致的。 高碳马氏体 200℃以下回火时已有亚稳过渡碳化物在片状马氏体内部弥散析出， 回火温度高于200℃时： 将在富碳孪晶界面析出条片状Χ及θ-碳化物。 与此同时，已经析出的θ-碳化物将回溶。 分布在同一个孪晶界面上的条片状Χ及θ-碳化物将连成碳化物片，故断裂易于沿这样的面发生，使钢料脆性增加。 回火温度进一步提高时，薄片状碳化物通过破裂、聚集、长大而成为颗粒状碳化物，故使脆性下降，冲击韧性升高。 晶界偏聚理论 根据：俄歇(Auger)电子谱仪及离子探针得到证实奥氏体化时杂质元素P、Sn、Sb、As等将偏聚于晶界。杂质元素的偏聚引起晶界弱化而导致沿晶脆断； 很好的解释了第二类元素促进第一类回火脆性的发展（能够促进杂质元素在奥氏体晶界的偏聚）；第三类元素扼制