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概述。
在普通钢材料中,淬火使碳化物固溶并马氏体化,而回火使细小的硬碳化物析出,从而提高耐磨性和韧性。
01 淬火过程中碳化物的固溶作用
钢的淬火目的是将钢加热到奥氏体区域,以确保碳化物的充分固溶。碳化物的固溶量受淬火温度和保温时间的制约,其中前者的影响更大。
然而,并不是所有的碳化物都能通过淬火得到固溶,特别是在模具钢和高速工具钢等高合金钢中,总是存在一些未固溶的碳化物。作为一个例子,下图显示了各种高速工具钢的淬火温度、碳化物含量和硬度之间的关系,很明显,淬火温度越高,碳化物含量越低。这些剩余的碳化物是不溶性碳化物可以看出,如果碳化物的固溶度不足,就不能获得高硬度。
02 与回火有关的碳化物析出
碳化物通过淬火被牢固地熔化,并通过回火进行转化二次碳化物二次碳化物被析出。这种二次碳化物的析出增加了织物的韧性,并且根据钢种的不同,使其硬化并提高其耐磨性。
上图显示了不同碳含量的13Cr钢在950℃淬火后,在200-700℃回火60分钟时碳化物量的变化。400℃以下碳化物量没有变化,但无论哪种钢种,从500℃左右开始都有增加的趋势,600℃以上回火会使碳化物量增加到碳化物的数量与钢在600°C或更高温度下退火时相同。
作为一个例子,下图显示了500℃以上回火后二次碳化物的析出情况。回火温度越高,二次碳化物析出越活跃:在0.66C-13.7Cr钢的情况下,通过淬火产生了大量的残余奥氏体,而在500℃回火的钢的晶界周围只观察到马氏体结构。这表明在存在残余奥氏体的情况下,回火首先引起马氏体转变,然后是二次碳化物的析出。
回火的0.35C-12.8Cr钢(1150℃淬火)中二次碳化物的析出。
回火的0.66C-13.7Cr钢(1150℃淬火)中二次碳化物的析出。
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