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回火脆性(Temper-brittleness)

回火脆性淬火钢回火后产生的脆化现象。根据产生脆性的回火温度范围,可分为低温回火脆性和高温回火脆性。

高精度无氧回火精密钢管

低温回火脆性 合金钢淬火得到马氏体组织后,在250~400℃温度范围回火使钢脆化,其韧性一脆性转化温度明显升高。已脆化的钢不能再用低温回火加热的方法消除,故又称为%26ldquo;不可逆回火脆性%26rdquo;。它主要发生在合金结构钢和低合金超高强度钢等钢种。已脆化钢的断口是沿晶断口或是沿晶和准解理混合断口。产生低温回火脆性的原因,普遍认为:(1)与渗碳体在低温回火时以薄片状在原奥氏体晶界析出,造成晶界脆化密切相关。(2)杂质元素磷等在原奥氏体晶界偏聚也是造成低温回火脆性原因之一。含磷低于0.005%的高纯钢并不产生低温回火脆性。磷在火加热时发生奥氏体晶界偏聚,淬火后保留下来。磷在原奥氏体晶界偏聚和渗碳体回火时在原奥氏体晶界析出,这两个因素造成沿晶脆断,促成了低温回火脆性的发生。

钢中合金元素对低温回火脆性产生较大的影响。铬和锰促进杂质元素磷等在奥氏体晶界偏聚,从而促进低温回火脆性,钨和钒基本上没有影响,钼降低低温回火钢的韧性一脆性转化温度,但尚不足以抑制低温回火脆性。硅能推迟回火时渗碳体析出,提高其生成温度,故可提高低温回火脆性发生的温度。

高温回火脆性 合金钢淬火得到马氏体组织后,在450~600℃温度范围回火;或在650℃回火后以缓慢冷却速度经过350~600℃;或者在650℃回火后,在350~650℃温度范围长期加热,都使钢产生脆化现象如果已经脆化的钢重新加热到650℃然后快冷,可以恢复韧性,因此又称为%26ldquo;可逆回火脆性%26rdquo;高温回火脆性表现为钢的韧性一脆性转化温度的升高。高温回火脆性。敏感度一般用韧化状态和脆化状态的韧性一脆性转化温度之差(%26Delta;T)来表示。高温回火脆性越严重,钢的断口上沿晶断口比例也越高。

钢中元素对高温回火脆性的作用分成:(1)引发钢的高温回火脆性的杂质元素如磷、锡、锑等。(2)以不同形式、不同程度促进或减缓高温回火脆性的合金元素。有铬、锰、镍、硅等起促进作用,而钼、钨、钛等起延缓作用。碳也起着促进作用。一般碳素钢对高温回火脆性不。敏感,含有铬、锰、镍、硅的二元或多元合金钢则很敏感,其敏感程度依合金元素种类和含量而不同。

回火钢的原始组织对钢的高温回火脆性的敏感程度有显著差别。马氏体高温回火组织对高温回火脆性敏感程度最大,贝氏体高温回火组织次之,珠光体组织最小。

钢的高温回火脆性的本质,普遍认为是磷、锡、锑、砷等杂质元素在原奥氏体晶界偏聚,导致晶界脆化的结果。而锰、镍、铬等合金元素与上述杂质元素在晶界发生共偏聚,促进杂质元素的富集而加剧脆化。而钼则相反,与磷等杂质元素有强的相互作用,可使在晶内产生沉淀相并阻碍磷的晶界偏聚,可减轻高温回火脆性稀土元素也有与钼类似的作用。钛更有效地促进磷等杂质元素在晶内沉淀,从而减弱杂质元素的晶界偏聚减缓了高温回火脆性。

降低高温回火脆性的措施有:(1)在高温回火后用油冷或水快速冷却以抑制杂质元素在晶界偏聚;(2)采用含钼钢种,当钢中钼含量增加到0.7%时,则高温回火脆化倾向大大降低,超过此限钢中形成富钼的特殊碳化物,基体中钼含量降低,钢的脆化倾向反而增加;(3)降低钢中杂质元素的含量;(4)长期在高温回火脆化区工作的部件,单加钼也难以防止脆化,只有降低钢中杂质元素含量,提高钢的纯净度,并辅之以铝和稀土元素的复合合金化,才能有效地防止高温回火脆性。


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