回火过程中常见问题与解决方法

1.100℃热水回火的优点

低温回火常使用180～200℃来回火，一般使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：①100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；②100℃的热水回火可降低急速加热所产生裂痕的机会；③进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留奥氏体有缓冲作用，增加材料强韧性；④工件表面不会产生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，也不会产生油煮过热干烧的现象。

2.二次硬化的高温回火处理

对于工具钢而言，残留应力与残留奥氏体均对钢材有着不良的影响，欲消除它就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11模具钢而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会产生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工引起的加工变形。部分钢材在270～300℃进行回火处理时，会因残留奥氏体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500～600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留奥氏体的分解，故无300℃脆化的现象产生。

3.回火产生的回火裂纹

淬火钢经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而产生的裂痕，称为回火裂痕。常见的高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。此类钢材在第一次淬火时产生第一次马氏体变态，回火时因淬火产生第二次马氏体变态（残留奥氏体变态成马氏体）而产生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作缓慢冷却。同时，在淬火再回火的作业中，亦应避免提早取出，回火再急冷的热处理方式。

4.不锈钢不能在500～650℃间进行回火处理

大部分的不锈钢在固溶化处理后，若在475～500℃之间长时间保温时，会产生硬度加大、脆性亦大增的现象，此称之为475℃脆化，主要原因有多种说法，包括相分解、晶界上有含铬碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常温韧性大减，且耐蚀性亦甚差，一般不锈钢的热处理应避免长时间保温在这个温度范围。另外在600～700℃之间长时间保温，会产生s相的析出，此s相是Fe-Cr金属间化合物，不但质地硬且脆，还会将钢材内部的铬元素大量耗尽，使不锈钢的耐蚀性与韧性均降低。

5.回火变形

会产生回火变形的主要原因为淬火回火之际产生的残留应力或组织变化导致，亦即因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀，包括回火初期析出ε碳化物会有若干收缩、渗碳体凝聚过程会大量收缩、残留奥氏体变态成马氏体会膨胀、残留奥氏体变态成贝氏体会膨胀等，导致回火后工件的变形。防止的方法包括：

1）实施加压回火处理。(www.xing528.com)

2）利用热浴或空气淬火等减少残留应力。

3）用机械加工方式矫正。

4）预留变形量等方式。

6.钢在回火后的性能及回火工艺的选择

淬火钢回火后的性能取决于它的内部显微组织；钢的显微组织又随其化学成分、淬火工艺及回火工艺而异。回火温度是决定回火后工件硬度的主要因素，其高低应根据工件的工作条件、性能要求和钢种等因素确定，并应避开低温回火脆性温度区。

碳素结构钢：在100～250℃之间回火后能获得较好的力学性能。

合金结构钢：为了获得良好的综合力学性能，往往在三个不同温度范围回火：超高强度钢在200～300℃回火；弹簧钢在460℃附近回火；调质钢在550～650℃回火。

碳素及合金工具钢：要求具有高硬度和高强度，回火温度一般不超过200℃。回火时具有二次硬化的合金结构钢、模具钢和高速钢等在500～650℃范围内回火。

回火时间：应保证工件透烧和组织转变的充分进行，一般为1～3h。

冷却方式：回火后一般采用空中缓冷，防止重新产生内应力；对于有高温回火脆性的钢件，回火后应进行油冷或水冷，以抑制回火脆性。