合金元素能使淬火鋼在回火熱處理爐回火工藝中的組織分解和轉(zhuǎn)變速度減慢。燃?xì)饣鼗馉t一般回火過程中,合金元素硅能推遲碳化物的形核和長大,并有力的阻滯碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體;鋼中加入硅元素可以使碳化物保持到一定溫度。合金元素進(jìn)入滲碳體結(jié)構(gòu)內(nèi)滲碳體顆粒粗化溫度, 從而抑制回火軟化過程,同時(shí)也 阻礙鐵素體的晶粒長大。特殊碳化物和次當(dāng)鋼中存在濃度足,能取代滲碳體而形成它們自己的特殊碳化物。臺(tái)車式回火爐在形核長大前需要一定的溫度條件。基于 同樣理由,這些特殊碳化 物的長大速度很低。在形成的高度彌散的特殊碳化物,即 使長期回火后仍保持其彌散性。之間合金碳 化物的形成對(duì)基體產(chǎn)生強(qiáng)化作用 ,使鋼的硬度重新升高。這一現(xiàn)象稱為次生硬化,經(jīng)過回火爐回火熱處理:
1、增大回火抗力,提高回火穩(wěn)定性?;鼗疬^程中馬氏體不易分解,碳化物不易析出,析出后也難聚集長大。這就使合金鋼較碳鋼在相同的回火溫度下強(qiáng)度和硬度下降較少,即比碳鋼具有較高的回火抗力。也就是說,回火溫度升高時(shí),合金鋼的硬度、強(qiáng)度下降得比碳鋼緩慢。如在保持相同硬度的條件下,則合金鋼的回火溫度比碳鋼高些?;鼗饻囟雀撸瑑?nèi)應(yīng)力就消除得充分一些,韌性也就更高一些。
2、產(chǎn)生“二次硬化”現(xiàn)象。一般是回火溫度升高,硬度下降,但強(qiáng)碳化物形成元素加入后,析出的碳化物高度彌散分布在馬氏體基體上,并與馬氏體保持共格關(guān)系,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),使硬度反而上升,這種現(xiàn)象稱為“二次硬化”。此外,某些高合金鋼淬火組織中,殘留奧氏體較多,性能穩(wěn)定,僅析出一些特殊碳化物,使其中的碳和金屬元素含量降低,提高了Ms點(diǎn)的溫度。因此在隨后冷卻時(shí)部分殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。
3、出現(xiàn)回火脆性。加入合金元素,特別是鉻、鎳、錳、硅等元素后,合金鋼的沖擊韌度與回火溫度的關(guān)系。沖擊韌度猛烈下降,稱為Ⅰ類回火脆性,或不可逆回火脆性。合金鋼,特別是鉻鎳鋼、鉻、錳、鉻硅鋼,出現(xiàn)沖擊韌度強(qiáng)烈下降,稱為Ⅱ類回火脆性或可逆回火脆性。
4、增大氫脆傾向。鎳、鉻增大鋼的氫脆傾向。當(dāng)鋼液從水蒸氣中溶解氫,或鋼件從某些工序操作中溶解氫時(shí),氫原子在鋼中的缺陷處聚集并形成氫分子,其體積增大對(duì)鋼造成很大壓力,促使鋼的塑性及韌性下降,這種現(xiàn)象稱為氫脆。鋼中的白點(diǎn)是一種氫脆現(xiàn)象,是不允許存在的缺陷。白點(diǎn)實(shí)際上是鋼因氫的存在引起的內(nèi)部裂紋,在縱向斷口上呈現(xiàn)銀白色的圓形或橢圓的斑點(diǎn)。白點(diǎn)對(duì)于鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻錳鉬鋼等的大型鍛壓件為敏感。