回火是一种热处理过程，通过该过程钢(和其他金属)被赋予更有益的特性,通常涉及材料的强化。当钢经过其他热处理工艺时，与之相关的加热和快速冷却(淬火)会导致材料变脆。回火通过将一些强度重新引入组件以匹配由于之前的热处理(例如碳氮共渗)而导致的硬度增加，从而解决了这个问题。最常见的钢是铁和碳的合金，但也有其他合金钢，每一种都包含额外的合金元素,并具有自己独特的特性。这些合金元素包括铬(用于不锈钢)、锰、镍、硅、铝、钴、钼和钒。根据所讨论的确切钢合金,进行回火以实现不同的性能并使用略有不同的方法。

淬火钢回火时，由于组织发生了变化，故其力学性能也发生了相应的变化。

(1)硬度

淬火钢回火时硬度的变化规律。总的变化趋势是随着回火温度升高，钢的硬度连续下降。但含碳量大于的高碳钢在100℃左右回火时，硬度反而略有升高,这是由于马氏体中碳原子的偏聚及ε-碳化物析出引起弥散硬化造成的。在200〜300℃回火时，硬度下降平缓。这是由于一方面马氏体分解，使硬度降低，另一方面残余奥氏体转变为下贝氏体或回火马氏体，使硬度升高，二者综合影响的结果。回火温度超过300℃以后，由于ε-碳化物转变为渗碳体，共格关系被破坏，以及渗碳体聚集长大，使钢的硬度呈直线下降。

钢中合金元素能在不同程度上减小回火过程中硬度下降的趋势，提高回火稳定性。强碳化物形成元素还可在髙温回火时析出弥散的特殊碳化物，使钢的硬度显著升高，造成二次硬化。

（2）强度和韧性

随着回火温度的提高，一般来说，钢的强度指标屈服点（σ s ）、抗拉强度（σ b ）不断下降，而塑性指标伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）不断上升。在350℃左右回火时，钢的弹性极限达到极大值，在400℃以上回火时，钢的伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）上升最显著。45钢淬火后的强度并不高，且塑性很差。如在200〜300℃回火得到回火马氏体，且由于内应力消除，使其强度达到极大值；在350〜500℃回火，组织为回火屈氏体，弹性极隈最高，韧性也较好！在450〜600℃回火，得到的组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能，即较高的强度与良好的塑性、韧性相配合。

一般情况下，随着回火温度的提髙，总的趋势是钢的强度、硬度降低，而塑性、韧性增高。但在许多钢（主要是结构钢）中发现，回火温度升高时，钢的冲击韧性并非连续提髙，而是在某些温度区间回火时，冲击韧性反而显著下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。

(1)第一类回火脆性

淬火钢在250〜400℃范围回火出现冲击韧性显著降低的现象，称为第一类回火脆性，也称低温回火脆性。几乎所有工业用钢都在一定程度上具有这类回火脆性，而且脆性的出现与回火时冷却速度的快慢无关。

产生低温回火脆性的原因尚未十分淸楚，一般认为与马氏体分解时渗碳体的初期形核有关，并且认为是由于具有某种临界尺寸的薄膜状碳化物在马氏体晶界和亚晶界上形成的结果。也有人认为，脆性的出现与S、P、Sb、As等微量元素在晶界、相界或亚晶界的偏聚有关。此外，残余奥氏体分解时沿晶界、亚晶界或其他界面析出脆性的碳化物，以及韧性的残余奥氏体的消失，也是导致脆性的重要原因。这类回火脆性产生以后无法消除，故又称为不可逆回火脆性。

为了避免低温回火脆性，一般应不在脆化温度范围（特别是韧性最低值所对应的温度)回火，或改用等温淬火工艺，或加入从Mo、W等合金元素减轻第一类回火脆性。

(2)第二类回火脆性

淬火钢在450〜650℃范围回火后缓冷出现冲击韧性显著降低的现象，称为第二类回火脆性，也称髙温回火脆性。将这类已产生回火脆性的钢重新加热到650℃以上回火，然后快速冷却，则脆性消失,若再次于脆化温度区间回火,然后缓冷,则脆性又重新出现，故又称之为可逆回火脆性。这类脆性的产生与否和钢的化学成分、回火温度、回火时间以及回火后的冷却速度有密切关系。第二类回火脆性主要在合金结构钢中出现,碳素钢一般不出现这类回火脆性。

第二类回火脆性的产生机制至今尚未彻底摘清楚，近年来的研究指出，是由于回火时Sb、Sn、As、P等微量杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚或以化合物形式析出所致，钢中的Cr、Mn、Ni等合金元素不但能促进上述杂质元素向晶界偏聚，而且本身也向晶界偏聚，进一步降低晶界的强度，增大脆性傾向。

回火稳定性

淬火钢在回火时抵抗硬度下降的能力称回火稳定性。由于合金元索对淬火钢在回火时的组织转变起阻碍或延缓作用，可推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变，提髙铁素体的再结晶温度，使碳化物不易聚集长大，而保持较大的弥散度。因此合金钢的回火稳定性较碳钢为好。具有较高回火稳定性的钢可采用较髙的回火温度，淬火应力消除得更彻底一些，其回火后的综合力学性能也能好一些。

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