步冷就是分步冷卻,溫度每降一級(jí),保溫更長(zhǎng)時(shí)間,使鋼產(chǎn)生最大的回火脆性,之后進(jìn)行一系列的沖擊試驗(yàn),繪制出步冷試驗(yàn)前 、后回火脆化程度的曲線以確定延脆性的轉(zhuǎn)變溫度。
回火脆性,是指 淬火鋼回火后出現(xiàn)韌性下降的 現(xiàn)象。淬火鋼在回火時(shí),隨著回火溫度的升高,硬度降低,韌性升高,但是在許多鋼的回火溫度與 沖擊韌性的關(guān)系曲線中出現(xiàn)了兩個(gè)低谷,個(gè)在 200~400℃之間,另個(gè)在450~650℃之間。隨回火溫度的升高,沖擊韌性反而下降的現(xiàn)象,回火脆性可分為類回火脆性和二類回火脆性。
回火脆性,回火脆性可分為類回火脆性和二類回火脆性。
類回火脆性又稱不可逆回火脆性,低溫回火脆性,主要發(fā)生在回火溫度為 250~400℃時(shí), 征:
1、 有不可逆性。
2、與回火后的冷卻速度無(wú)關(guān);
3、斷口為沿晶脆性斷口。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有三種:1)殘余A轉(zhuǎn)變理論2)碳化物析出理論3)雜質(zhì)偏聚理論 。其無(wú)法消除,不在這個(gè)溫度范圍內(nèi)回火,沒有能夠有抑制產(chǎn)生這種回火脆性的合金元素 ,但是可以減弱,例如降低鋼中雜質(zhì)元素的含量;用Al脫氧或加入Nb、V、Ti等合金元素細(xì)化A晶粒;加入Mo、W等可以減輕;加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍(推向高溫);采用等溫淬火代替淬火回火工藝。
二類回火脆性又稱可逆回火脆性,高溫回火脆性。發(fā)生的溫度在 400~650℃, 征有:
(1)具有可逆性;
(2)與回火后的冷卻速度有關(guān);回火保溫后,緩冷出現(xiàn),快冷不出現(xiàn),出現(xiàn)脆化后可重新加熱后快冷消除。
(3)在脆化區(qū)內(nèi)回火,回火后脆化與冷卻速度無(wú)關(guān);
(4)斷口為沿晶脆性斷口。
回火脆性影響二類回火脆性的因素是:1)化學(xué)成分2)A晶粒大小3)熱處理后的硬度 。而產(chǎn)生的機(jī)理 :
(1)出現(xiàn)回火脆性時(shí),Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A 晶界偏聚,都集中在2~3個(gè)原子厚度的晶界上,回火脆性隨雜質(zhì)元素的增多而增大。
(2)淬火未回火或回火未經(jīng)脆化處理的,均未發(fā)現(xiàn)合金元素及雜質(zhì)元素的偏聚現(xiàn)象。
(3)合金元素Mo能抑制雜質(zhì)元素向A晶界的偏聚,而且自身也不偏聚。
防止二類回火脆性的防止方法有:
(1)提高鋼材的純度;
(2)加入適量的有益的合金元素;
(3)對(duì)尺寸小、形狀簡(jiǎn)單的零件,采用回火后快冷的方法;
(4)采用亞溫淬火(A1~A3): 細(xì)化晶粒,減少偏聚。加熱后為A+F(F為細(xì)條狀),雜質(zhì)會(huì)在F中富集,且F溶解雜質(zhì)元素的能力較大,可抑制雜質(zhì)元素向A晶界偏聚;
(5)采用高溫形變熱處理,使晶粒超細(xì)化,增大晶界面積,降低雜質(zhì)元素偏聚的濃度。
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