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什麼是回火脆性

什麼是回火脆性?

低溫回火脆性合金鋼淬火得到馬氏體組織後,在250~400℃溫度範圍回火使鋼脆化,其韌性一脆性轉化溫度明顯升高。已脆化的鋼不能再用低溫回火加熱的方法消除,故又稱為%26ldquo;不可逆回火脆性%26rdquo;。它主要發生在合金結構鋼和低合金超高强度鋼等鋼種。已脆化鋼的斷口是沿晶斷口或是沿晶和准解理混合斷口。產生低溫回火脆性的原因,普遍認為:(1)與滲碳體在低溫回火時以薄片狀在原奧氏體晶界析出,造成晶界脆化密切相關。(2)雜質元素磷等在原奧氏體晶界偏聚也是造成低溫回火脆性原因之一。含磷低於0.005%的高純鋼並不產生低溫回火脆性。磷在火加熱時發生奧氏體晶界偏聚,淬火後保留下來。磷在原奧氏體晶界偏聚和滲碳體回火時在原奧氏體晶界析出,這兩個因素造成沿晶脆斷,促成了低溫回火脆性的發生。

鋼中合金元素對低溫回火脆性產生較大的影響。鉻和錳促進雜質元素磷等在奧氏體晶界偏聚,從而促進低溫回火脆性,鎢和釩基本上沒有影響,鉬降低低溫回火鋼的韌性一脆性轉化溫度,但尚不足以抑制低溫回火脆性。矽能延后回火時滲碳體析出,提高其生成溫度,故可提高低溫回火脆性發生的溫度。

高溫回火脆性合金鋼淬火得到馬氏體組織後,在450~600℃溫度範圍回火;或在650℃回火後以緩慢冷卻速度經過350~600℃;或者在650℃回火後,在350~650℃溫度範圍長期加熱,都使鋼產生脆化現象如果已經脆化的鋼重新加熱到650℃然後快冷,可以恢復韌性,囙此又稱為%26ldquo;可逆回火脆性%26rdquo;高溫回火脆性表現為鋼的韌性一脆性轉化溫度的升高。高溫回火脆性。敏感度一般用韌化狀態和脆化狀態的韌性一脆性轉化溫度之差(%26Delta;T)來表示。高溫回火脆性越嚴重,鋼的斷口上沿晶斷口比例也越高。

鋼中元素對高溫回火脆性的作用分成:(1)引發鋼的高溫回火脆性的雜質元素如磷、錫、銻等。(2)以不同形式、不同程度促進或減緩高溫回火脆性的合金元素。有鉻、錳、鎳、矽等起促進作用,而鉬、鎢、鈦等起延緩作用。碳也起著促進作用。一般碳素鋼對高溫回火脆性不。敏感,含有鉻、錳、鎳、矽的二元或多元合金鋼則很敏感,其敏感程度依合金元素種類和含量而不同。

回火鋼的原始組織對鋼的高溫回火脆性的敏感程度有顯著差別。馬氏體高溫回火組織對高溫回火脆性敏感程度最大,貝氏體高溫回火組織次之,珠光體組織最小。

鋼的高溫回火脆性的本質,普遍認為是磷、錫、銻、砷等雜質元素在原奧氏體晶界偏聚,導致晶界脆化的結果。而錳、鎳、鉻等合金元素與上述雜質元素在晶界發生共偏聚,促進雜質元素的富集而加劇脆化。而鉬則相反,與磷等雜質元素有强的相互作用,可使在晶內產生沉澱相並阻礙磷的晶界偏聚,可減輕高溫回火脆性稀土元素也有與鉬類似的作用。鈦更有效地促進磷等雜質元素在晶內沉澱,從而减弱雜質元素的晶界偏聚減緩了高溫回火脆性。

降低高溫回火脆性的措施有:(1)在高溫回火後用油冷或水快速冷卻以抑制雜質元素在晶界偏聚;(2)採用含鉬鋼種,當鋼中鉬含量新增到0.7%時,則高溫回火脆化傾向大大降低,超過此限鋼中形成富鉬的特殊碳化物,基體中鉬含量降低,鋼的脆化傾向反而新增;(3)降低鋼中雜質元素的含量;(4)長期在高溫回火脆化區工作的部件,單加鉬也難以防止脆化,只有降低鋼中雜質元素含量,提高鋼的純淨度,並輔之以鋁和稀土元素的複合合金化,才能有效地防止高溫回火脆性。

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