回火是十分重要的热处理工艺方法,是指将淬火钢加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间后进行冷却的热处理操作,以消除内应力、稳定尺寸和精度、获得要求的组织硬度和力学性能等,在回火过程中应注意以下问题:①高碳钢或高碳合金钢以及渗钢制的零件,在淬火后应立即回火,否则有自行开裂的危险;②回火时加热应缓慢,如加热过快(急)则工件淬火后的极大内应力将有可能造成工件的变形,甚至开裂;③严格控制回火温度和回火时间,以获得要求的组织和性能等,同时应确保加热温度的均匀,通常采用盐浴炉、油浴炉和井式回火炉等,不要采用箱式电炉回火。
根据回火温度的不同,通常其分为以下几类,现将其列于表1中供参考。
表1 常见回火种类、特点和适用的范围
序号 | 回火类型 | 目的和要求 | 适用的钢种和特点 |
1 | 低温回火 | 将淬火钢加热到150~250℃,保温2~3h,获得高的硬度和高的耐磨性,消除淬火时带来的内应力、稳定尺寸、提高韧性的塑性,回火后的硬度通常在59HRC以上,得到回火马氏体组织 | 主要用于高硬度耐磨的零件,如工具、量具以及轴承等。建议低温回火在油浴炉或硝盐炉内进行,保温时间应随着尺寸、加热炉的性能以及工件的硬度和要求来最后确定 |
2 | 中温回火 | 将淬火钢加热到300~450℃,保温2~3h,获得最好的弹性极限、足够的硬度和高的强度等,硬度在44~54HRC之间,完全消除淬火应力,形成部分碳化物的回火托氏体组织 | 主要用于超高强度钢、弹簧、热锻模、热挤压模等回火,可采用硝盐炉、空气炉或可控气氛炉进行回火 |
3 | 高温回火 |
① 将淬火钢加热到500~650℃,保温2~3h,获得有良好强度、塑性和韧性的最佳配合的回火索氏体组织(细密球状光体组织),故又称为调质处理 ② 将淬火钢在500~580℃范围内进行多次回火(2~3次),高合金钢产生“二次硬化”,使残余奥氏体转变为回火马氏体组织,提高硬度和耐磨性,降低内应力和脆性等 |
① 多用于机器结构件、部分轴承零件、渗碳件的预备热处理和要求最终承受复杂应力状态的零件。既可作为预备热处理,也可用于最终热处理 ② 多用于高合金钢、高速工具钢等钢种,例如Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V等 回火建议在盐浴炉或井式电阻炉内进行 |
4 | 时效处理 |
① 将经过固溶处理的钢加热到固相线以下某以温度,进行长时间保温,通常为680~800℃,保温7~16h,使部分固溶体发生分解,趋于稳定化,形成细小强化相的弥散组织,提高强度和硬度等 ② 将经过固溶处理的有色金属或合金等加热到一定的温度和进行保温后,使不稳定的固溶体发生分解,析出非常细小的强化相,提高合金的硬度、强度,获得要求的性能 ③ 低温或自然长时间放置,消除铸件的内应力,或磨削加工零件的尺寸稳定化处理,又分为自然时效和人工时效。该类时效可作为回火的特殊形式,在工业生产中应用比较广泛 |
① 用于奥氏体型不锈钢、耐热钢以及沉淀硬化钢 ② 适用于有色金属或合金、铸铁等固溶后的稳定处理,各种铝合金、铁青铜、钛合金的镁合金等制品进行固溶+时效处理,其特点是基础合金作溶剂(Al、Cu、Fe、Mg等),溶入某些合金元素而构成固溶体,其固溶体饱和度、溶解度随温度的变化幅度比较大。www.hongchao-dg.cn室温下的平衡组织为固溶体+化合物的合金。例如铝合金时效温度为180~220℃,铸铁500~600℃等 ③ 多用于机床床身、导轨、精密量具以及精密滚珠轴承等的处理。淬火钢常加热到120~150℃,进行长时间保温,再缓慢冷却到室温 |