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锻件回火时是如何进行组织转变的

发布时间:2019-07-31 点击数:535

       正常淬火后的高速钢回火时,在保温阶段(400℃以下),马氏体的变化与碳钢和一般合金钢相同。从室温至270℃,首先自马氏体中析出相,温度增至400℃,相转变并进行聚集,相应地淬火高速钢的硬度有些下降;由于析出的渗碳体的聚集和大部分淬火应力的消除,强度和塑性增加。

       淬火高速钢中的残余奥氏体在回火温度不超过500℃时,无论在加热或在冷却的过程中,残余奥氏体都不发生转变。当回火温度升至500-600℃吋,高速钢中的残余奥氏体发生催化作用,使大部分残余奥氏体在冷却到室温的过程中转变为马氏体,这种现象称为二次淬火。残余奥氏体向马氏体转变的开始点在500-600℃范围内,回火温度越接近上限,时间越久,点越高。关于高速钢回火时残余奥氏体的催化,可以认为是由于自奥氏体中析出了碳化物使之贫化,从而提高了锻件残余奥氏体的马氏体转变点。也有人认为在生成马氏体时,使残余奥氏体中产生相应的加工硬化,引起了奥氏体的稳定化,回火时残余奥氏体的催化过程是由于加工硬化的去除而引起的。回火时残余奥氏体的转变可以稍增加高速钢的硬度,但不是产生二次硬化的主要原因。经过冷处理后,残余奥氏体量已不多,但回火至550-570℃时,同样产生二次硬化。

       在525-575℃范围内进行一次回火,不能使所有的残余奥氏体转变成马氏体,回火等温时间的最初60-80min能使大部分残余奥氏体转变。一次回火只对淬火马氏体起回火作用,但在冷却过程中,在低温形成的二次马氏体以及与其形成有关的内应力则尚未消除。在第二次回火时,二次马氏体被回火,工具的脆性也可以消除。如果第一次回火还不足以使全部残余奥氏体转变,则二次回火将起很大的作用,这样,在室温下,钢将重新含有一定数量的未回火马氏体,因此,还要进行第三次,甚至第四次回火。由于多次回火可以较完全地消除残余奥氏体及残余奥氏体转变为马氏体时产生的应力,因而使高速钢的强度提高,并改善其导热性。


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       在回火冷却过程中,如果在250-200℃范围内停留或缓慢冷却,会因稳定化的作用使冷却后的残余奥氏体量增加,例如W6Mo5Cr4V2钢的淬火试样,回火后在水或油中冷却的残余奥氏体量为7%,在空气或炉中冷却相应为12%或22%。一般回火后采用在空气中冷却,因此,工具尺寸大小会影响残余奥氏体的转变程度。

       需要指出的是,高速钢每次回火后,必须冷至室温才能进行下一次回火。否则钢中的残余奥氏体趋于稳定,不易转变,将产生回火不足的现象,使精密工具在以后使用中发生尺寸变化。对于大型复杂刀具,为避免回火过程中发生畸变和开裂,有时还需要采取预热和低温入炉、缓慢升温等措施。

       普通高速钢的回火温度一般在560℃左右,锻件经过多次回火后,使钢中的残余奥氏体低于5%。在生产实践中,一般釆用三次回火,每次回火的时间:在硝盐炉中为60-75mim在空气炉中回火需在热透后保60min。

回火后钢的硬度一般为HRC63-65。提高回火温度至580-600℃时,硬度和耐磨性降低,强度没有什么提高,而冲击韧性略有提高。回火温度低于550℃,则回火不充分。一些钼高速钢的回火温度可以低一些(550℃)。

       一些特殊用途高速钢的回火,可以在更高温度(570-580℃) 下进行,使回火充分进行,硬度达到HRC65-66。M41钢自1205℃淬火和565℃回火三次(每次2h),可达到硬度HRC69。M42钢自1210℃淬火后520℃四次回火(每次l-2h),硬度可达到HRC69-70。这是由于残余奥氏体转变引起的硬化峰与析出引起的硬化峰几乎一致,这种双重影响使钢达到如此高的硬度。但极高的硬度使钢的强度和韧性不足,故实际使用时只处理到HRC68左右。



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