钢在回火时的组织转变过程及相应性能变化

碳素钢淬火后在不同温度下回火时，组织将发生不同的变化。由于组织变化会带来物理性能的变化，而不同的组织变化，物理性能的变化也不同。通常根据物理性能的变化把回火转变分成四种类型。

第一类回火转变：M分解为回火M，80~250℃；

低碳马氏体发生碳原子向位错附近偏聚外，马氏体中析出碳化物，使马氏体碳含量降低；

高碳马氏体发生分解，马氏体中过饱和碳不断以ε碳化物形式析出，使马氏体碳含量降低。

产物：回火马氏体。

性能：保留淬火后高硬度

 

第二类回火转变：残余A分解为回火M或下B，200~300℃；

淬火后的残余奥氏体是不稳定组织，在本阶段，残余奥氏体分解为低碳马氏体和ε碳化物，此组织为回火马氏体。

 

第三类回火转变：碳化物析出与转变，250~400℃，回火M转变为回火T（亚稳碳化物转变为稳定碳化物），；

250~400℃时，碳素钢M中过饱和的C几乎全部析出，将形成比ε-FeXC更稳定的碳化物。在回火过程中除 ε-FeXC外，常见的还有两种：一种其组成与Mn5C2相近，称为χ碳化物，用χ-Mn5C2表示；另一种是渗碳体，称θ碳化物，用θ-Fe3C表示。这两种碳化物的稳定性均高于ε-FeXC通常在MS以下回火残余A转变为M，然后分解为回火M，而在B转变区回火，残余A转变为下B。

 

第四类回火转变：回火T转变为回火S（碳化物聚集长大，α再结晶），400~700 ℃。铁素体发生回复和再结晶为等轴状、碳化物球化粗大——回火索体。

主要发生如下变化：

内应力消除：

宏观区域性内应力（工件内外），550 ℃全部消除；

微观区域性内应力（晶粒之间）， 500 ℃基本消除；

晶格弹性畸变应力（碳过饱和）， ε转变完即消除。（300℃马氏体分解完毕）

回复与再结晶：　　 回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。