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在通常情況下，零件淬火后強(qiáng)度和硬度會有很大的提高，與其相反，塑性和韌性會有很大的降低。而實(shí)際機(jī)械零件及工具的工作條件則往往要求強(qiáng)度與塑性的良好配合。此外，淬火組織處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，它有自發(fā)向更穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)化的趨勢，這將影響零件性能與尺寸的穩(wěn)定性。再則，淬火后零件內(nèi)部往往存在較大的內(nèi)應(yīng)力，如不及時消除，還會引起零件進(jìn)一步的變形乃至開裂。這些問題通常需要依靠回火工藝來解決。
所謂回火，是指將鋼件加熱淬火后，再重新加熱到低于A,臨界點(diǎn)以下的某一溫度，保溫一定時間，使淬火態(tài)組織發(fā)生某種程度的變化，再冷卻到室溫，從而調(diào)整零件的使用性能的工藝，這種處理在生產(chǎn)上稱為回火（Tempering)。回火過程中所發(fā)生的轉(zhuǎn)變即為回火轉(zhuǎn)變�；鼗鹛幚砜勺鳛榭刂菩阅艿淖詈笠坏罒崽幚砉ば�。為了保證鋼件回火后獲得所需要的性能，必須掌握回火溫度、回火時間等回火工藝參數(shù)對淬火鋼組織形態(tài)和性能的影響。為了深刻理解回火過程中淬火鋼性能隨著回火溫度變化的規(guī)律，從而正確制訂淬火鋼的回火工藝，必須首先了解淬火鋼在回火過程中的組織變化。
淬火碳鋼在回火過程中的組織變化
淬火后碳鋼的組織是馬氏體和部分殘留奧氏體。馬氏體組織不穩(wěn)定，容易分解；而殘留奧氏體又處于過冷狀態(tài)，因而是不穩(wěn)定的組織，有向室溫平衡組織鐵素體和滲碳體轉(zhuǎn)變的趨勢。馬氏體中過飽和的碳將以碳化物的形式析出，初期析出的是亞穩(wěn)碳化物，后期將轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的碳化物；同時，殘留奧氏體會發(fā)生相變，a-Fe基體也會隨著溫度的升高發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶等，以消除組織內(nèi)部的位錯、孿晶等晶體缺陷。
在回火加熱時，提高了原子的擴(kuò)散能力，能夠加速這種分解與轉(zhuǎn)變過程�；鼗饻囟炔煌拥臄U(kuò)散能力不同，所得到的回火組織也就不同。按照回火溫度的高低和組織轉(zhuǎn)變特征，可將碳鋼在回火中的組織變化過程分為五個階段:①馬氏體中碳原子的偏聚；②馬氏體的分解；③殘留奧氏體轉(zhuǎn)變；④碳化物類型變化；⑤碳化物聚集長大及a-Fe的回復(fù)與再結(jié)晶。
回火過程中的組織變化比較復(fù)雜，以上五個階段不是彼此分隔而是相互重疊的（溫度范圍有一定的交叉）。此外，上述各種轉(zhuǎn)變階段出現(xiàn)的溫度范圍還受碳鋼成分的影響。例如，高碳鋼淬火后殘留奧氏體量較高，所以回火時殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變較為明顯；合金鋼中合金元素含量較高，由于合金元素固溶于奧氏體中，提高了殘留奧氏體的熱穩(wěn)定性，這將使殘留奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度升高，而且合金元素還會形成各種合金碳化物，這使其回火過程中的變化更為復(fù)雜。
