回火温度是决定钢的组织性能以及残余应力降低和消除程度的最重要的因素。生产中三类回火温度的选用原则如下。
1.低温回火
低温回火时马氏体发生分解,析出ε—碳化物而变成回火马氏体,淬火内应力得到部分消除,淬火时产生的裂纹也大部分得到愈合,因而低温回火可以在较小降低硬度的前提下同时使钢的韧性得到明显的提高。因此,低温回火非常适合于要求高硬度、高耐磨性以及适当韧性的场合。凡是由高碳的中、低合金钢制成的工件均应采用低温回火。由于低碳马氏体本身具有较高的塑性、韧性和较高的强度,因此低碳钢或低碳合金钢可以采用淬火和低温回火来代替中碳钢制造某些零件。
渗碳和碳氮共渗零件,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,同时还要求心部要有较好的塑性和韧性,因此采用低温回火可以满足两部分的要求。回火温度通常取160~200℃。
2.中温回火
前面已经提到,钢的弹性极限在回火温度为200~400℃范围内出现极大值,高于或低于这个范围回火,弹性极限则很低。高温回火后弹性极限低的原因是因为钢的强度太低。低温回火后弹性极限低则是因为钢其内应力太大,没有得到充分消除的缘故。残余奥氏体在200℃以上温度回火将发生转变也是提高弹性极限的一个原因。因此,目前在生产中采用350~500℃范围内的中温回火主要是利用这一变化特性,使钢获得最大的弹性极限。因而中温回火主要用于各种弹簧钢。一般碳素弹簧钢的回火应取此温度范围的下限,而合金弹簧钢由于合金元素提高了钢的回火稳定性,一般取该温度范围的上限。
3.高温回火
淬火钢经高温回火后,得到由铁素体和弥散分布于其中的细粒状渗碳体组成的回火索氏体组织。与渗碳体成片状的珠光体相比较,在强度相等时,回火索氏体的塑性和韧性有很大提高。例如40号钢经过正火和淬火加高温回火两种不同的热处理后,当强度相等时,后一种热处理的延伸率可提高50%,断面收缩率提高80%,冲击值提高100%。因此,高温回火不仅广泛应用于那些要求具有良好综合力学性能的结构零件,如涡轮轴、曲轴及机床主轴等,一般结构零件也广泛采用。(www.xing528.com)
对于具有二次硬化作用的高合金钢,往往采用高温回火来获得高的硬度、耐磨性和红硬性。但前提条件是必须与适当的淬火温度相配合,才能获得满意的二次硬化效果。而且,高温回火后还必须至少在同样温度或稍低的温度再回火一次,以消除可能出现的未回火马氏体。
淬火加高温回火又称之为调质处理。其回火的温度主要依据钢的回火抗力和技术条件而定。调质处理除了广泛应用于结构零件外,有时也用来作工序间处理或预备热处理。例如淬透性很高的合金钢在渗碳后由于其心部硬度过高而难于切削加工时,便采用高温回火降低其硬度;氮化零件在氮化前一般也应经过调质处理,以便使零件心部具有良好的塑性和韧性。
另外,对于具有回火脆性倾向的钢种,在选择回火温度时,还应同时考虑回火温度对脆性的影响,尽量避免在脆化温度范围内回火。
以上介绍的仅仅是根据材料的使用和性能要求,将回火温度分为三类。在实际生产中,回火温度往往是根据现有的技术文件和标准来选择。表8-3为常用钢的回火温度,表8-4为常用调质钢的回火温度。
表8-3 常用钢回火温度表
表8-4 常用调质钢回火温度
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