讨论：不同材料淬火后的抗回火性是怎么回事？机理？

aaron01

工作中有一些现象，
1，在调质时候，42CrMo比45钢，回火温度要高很多，才能达到同样的硬度要求，（假定淬火硬度相同）
2，一些工模具钢在400C回火硬度都几乎没什么下降，
3，渗碳以后的材料，20Cr2Ni4A材料比一般的20CrMo可以承受更高的温度低温回火，硬度仍然能达到58HRC以上。
以上种种现象，老师傅称其为材料抗回火性，至于为什么抗回火，似乎也没说得很明白，请大家进行讨论，把这个砂锅给打破了

dqy

抗回火材料的一个现象：
一般相对淬透性好的材料， 淬火后残奥偏多。 其抗回火好些。

wqjtyx2012

回火稳定性指随回火温度升高，材料的强度和硬度下降快慢的程度，也称回火抗力或抗回火软化能力。通常以钢的回火温度-硬度曲线来表示，硬度下降慢则表示回火稳定性高或回火抗力大。回火稳定性也是与回火时组织变化相联系的，它与钢的热稳定性共同表征钢在高温下的组织稳定性程度，表征模具在高温下的变形抗力。
　一般钢中的合金元素滞缓马氏体的分解，阻碍碳化物的聚集长大，形成坚硬的碳化物以及阻碍相的回复再结晶。这些影响的结果使淬火钢回火时变得更为稳定，其硬度不易随回火温度的升高而降低。也就是所说的钢的抗回火的稳定性。
合金元素在回火过程中推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变，提高了铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度，从而提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。多数合金元素，如Cr,Mn,Ni,Mo等均可以提高回火稳定性。
温度硬度曲线教材上有的

aaron01

为方便讨论问题，我们把情况分为两种，
1，第一种是Ms点高的材料，淬火后几乎没有什么残奥；（比如45钢、42CrMo）
2，第二种是Ms点低的材料，淬火后残奥量较多；（比如渗碳后的表面）
大家继续。

aaron01

wqjtyx2012 发表于 2013-1-2 09:07

                               
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回火稳定性指随回火温度升高，材料的强度和硬度下降快慢的程度，也称回火抗力或抗回火软化能力。通常以钢的 ...

“一般钢中的合金元素滞缓马氏体的分解，阻碍碳化物的聚集长大，形成坚硬的碳化物以及阻碍相的回复再结晶。”这句话是核心，怎么理解呢？分拆开4句：

一般钢中的合金元素滞缓马氏体的分解，
马氏体分解是过饱和固溶在马氏体里的碳原子，以碳化物形式析出的过程，合金元素怎么滞缓碳化物析出呢？
阻碍碳化物的聚集长大,
碳化物大了硬度高还是小的硬度高？这个阻碍的机理是什么呢?
形成坚硬的碳化物，
这个说的好像是第二相强化机制，就是不知道碳化物是多好，少好？大好？小好？
阻碍相的回复再结晶
这个理解。

wqjtyx2012

给你推荐几本书吧 《金属学与热处理》 《金属学与热处理原理》《金属材料学》

潇潇暮雨

         提高回火抗力（回火稳定性）的元素：V、W、Ti、Cr、Mo、Co、Si、Al、
      
           对回火稳定性没有明显作用的元素：Mn、Ni

落水残阳

aaron01 发表于 2013-1-2 09:28

                               
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“一般钢中的合金元素滞缓马氏体的分解，阻碍碳化物的聚集长大，形成坚硬的碳化物以及阻碍相的回复再结晶 ...

1）硬度取决于一个区域的组织，应该有两种原理：其一是马氏体的分解，其二是碳化物的析出。这两个过程一个是硬度减小，一个是硬度增加（单从碳化物颗粒看），所以单方面说滞缓碳化物析出或马氏体分解，不足以说明硬度降低。
2）碳化物聚集长大，直观印象上硬度是降低的；
3）感觉碳化物硬度差别不大，只要是碳化物就成。
4）阻碍回复再结晶，要说硬度的话，所指的只是晶粒变形造成的硬度贡献（类似于加工硬化），这个硬度贡献残阳认为在讨论回火稳定性的时候不值一提。

aaron01

落水残阳 发表于 2013-1-2 12:27

                               
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1）硬度取决于一个区域的组织，应该有两种原理：其一是马氏体的分解，其二是碳化物的析出。这两个过程一 ...

1）硬度取决于一个区域的组织，应该有两种原理：其一是马氏体的分解，其二是碳化物的析出。这两个过程一个是硬度减小，一个是硬度增加（单从碳化物颗粒看），所以单方面说滞缓碳化物析出或马氏体分解，不足以说明硬度降低。
我个人意见碳化物析出过程就是马氏体分解过程，是一个过程。马氏体就是碳过饱和的铁素体，碳化物析出降低马氏体里碳原子过饱和度，过饱和度下降了自然就不叫马氏体了，也就是马氏体分解了，这个过程整体而言硬度下降是无疑的。
2）碳化物聚集长大，直观印象上硬度是降低的；
从现象来看，确实是这样的，似乎弥散的碳化物起到强化作用，而粗的碳化物没有强化作用
3）感觉碳化物硬度差别不大，只要是碳化物就成。
如果第2条成立的话，此说法有问题
4）阻碍回复再结晶，要说硬度的话，所指的只是晶粒变形造成的硬度贡献（类似于加工硬化），这个硬度贡献残阳认为在讨论回火稳定性的时候不值一提。
此处可以用位错理论来理解

落水残阳

aaron01 发表于 2013-1-2 12:42

                               
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1）硬度取决于一个区域的组织，应该有两种原理：其一是马氏体的分解，其二是碳化物的析出。这两个过程一 ...

残阳的说法不严谨
1）是一个过程，但马氏体分解硬度下降，碳化物析出，作为一个硬质相，对硬度提高是有贡献的。这二者一个是硬度减小，一个是硬度增加，总体即便是硬度下降，但下降的趋势取决于二者，而不单单取决于其中一个；
2）
3）碳化物，至于是渗碳体还是WC什么的，硬度差别应该可以忽略。讨论起弥散性是有意义的，但是其成分是哪种是没意义的（当然，这个也没讨论，我自己提的）
4）对于回复再结晶，仍然认为 是不用去考虑的。
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整个看下来，抗回火性的问题主要是看第一条：马氏体随回火温度升高其分解难易。

夏日凉风

合金元素形成的硬质碳化物所起的作用是：钉扎。
比如说：工程用的混凝土，用的砂子。

aaron01

夏日凉风 发表于 2013-1-2 13:27

                               
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合金元素形成的硬质碳化物所起的作用是：钉扎。
比如说：工程用的混凝土，用的砂子。 ...

很好的解释，钉扎作用，通过钉扎位错移动，来提高强度！这就是第二相弥散强化机制。
参考我的那个硬度和什么因素有关的讨论帖，http://www.rclhome.net/forum.php ... =224&extra=page%3D2 再回过来分析晶体缺陷，点缺陷、线缺陷、面缺陷，三种缺陷的严重程度越高，对位错滑移的钉扎作用就越大，材料强度越高！
由此可来解释残阳提到的，
1，低温回火析出碳化物，降低了马氏体里的碳过饱和度，降低了这部分点缺陷的数量，使得硬度下降，
2，同时，由于析出弥散的细小碳化物，增加了点缺陷的数量，使得硬度上升，
3，两相综合，1项为主导，硬度下降。

aaron01

再往下探讨高温回火区发生了什么？
回火温度升高，已经从马氏体里析出的弥散分布的碳化物有个聚集长大的过程，也就是变粗了，但是弥散度下降了，也就是碳化物的总数量下降了，换句话说，点缺陷的总数量下降了，所以硬度也就下降了。