回火工艺常见问题及解决

王俊超

【摘要】：回火就是把淬火后的钢重新加热到Ac1点以下的某一温度，进行一定时间的保温，然后将其冷却到室温的热处理工艺。主要是为了避免淬火钢的变形和开裂将其内应力和脆性降低的一种工艺，获得不同需要机械性能的零件。回火在改变材料性能的时候也会出现一些缺陷，因此我们尽可能的减少或弥补一些缺陷，这篇文章中我们介绍了一些回火的缺陷及补救措施。

【关键词】：回火；缺陷；补救措施

如今钢铁行业日益发展，热处理工艺发挥着越来越重要的地位。其中回火工艺决定材料基本性能，回火处理效果取决于回火温度、时间及冷却速率等因素。材料的强度与硬度与回火温度有关，当回火温度升高时材料的强度和硬度反而降低，但是材料的延展性却随之提高。其中回火处理后的钢对于大多数的零件来说即是热处理工艺的最后一道工序，而且还能对钢的性能有很大的影响。

一、回火工艺缺陷的产生及补救

（一）热处理回火工艺钢的硬度

1、硬度过高

回火后的钢产生硬度过高的原因是回火不足，而产生回火不足的原因有两种，一种可能是保温时间太短，另一种也可能是回火温度过低，最终导致组织未能完全转变为所需要的组织，所以产生硬度过高。

此种缺陷只要把工件重新进行规范标准的回火热处理工艺的方法，即可进行补救，但是保温时间必须要根据材料实际硬度情况来控制。

2、硬度不足

引起硬度不足的缺陷，主要是因为工件回火的温度超过正常的回火加热温度，又或者是加热后保温时间太长，而导致产生硬度较低的组织。

对于此种缺陷的补救方法，必须将工件进行重新淬火，然后再进行回火处理。对于中温或者低温回火件，必须在淬火前进行退火或正火处理，这样就方便为淬火做好组织准备。

（二） 热处理回火工艺钢的回火裂纹

1、产生原因

回火裂纹的产生是在回火过程中由于工艺控制不当而造成的。

a.制造工模具时（高速钢或高合金工具钢），淬火后成马氏体组织。当进行快速加熱回火时，如回火以高频感应加热进行加热，因表层的马氏体经过回火后，碳在马氏体中的含量减少，因而表层的体积产生收缩，表面会因为受到拉应力而产生裂纹。

b.当脱碳层存在于工模具表面时，在表层的马氏体中具有很大的拉应力，内外应力不同从而出现开裂现象，其特征主要为网状结构。

c.高速钢和高合金工模具钢在回火冷却时，残余奥氏体转变为马氏体。如果回火冷却速度过快，则容易产生开裂。

2、回火裂纹的预防措施

a.回火加热速度不能太快；

b.在热处理前工模具必须要将脱碳层切削处理，使之完全干净；在淬火过程中，要采取方法预防脱碳层产生。

c.回火冷却时采用缓冷的方法进行冷却。普通零件在回火后大多数采用空冷。而对于大零件，一般采用炉冷的方式进行冷却。

（三）热处理回火工艺钢的回火脆性

第一类回火脆性（低温回火脆性） 合金钢淬火后在250—400℃回火中发生韧性降低的现象。而且不能通过重新加热的方法将已经发生的脆化部分进行消除，也称作不可逆回火脆性。对低温回火产生脆性的起因，已作了大量的实验研究。对其原因并未十分清楚。一般认为导致主要原因是，淬火钢在250—400℃之间进行回火时，渗碳体会在马氏体晶界和亚晶界上析出。改进方法：在钢中加入一定量的硅或者采用等温淬火的方法代替其他淬火方法以及回火时选择不在脆化的温度范围。

第二类回火脆性（高温回火脆性） 淬火后的合金钢在500—550℃之间进行回火，或在600℃以上温度回火后用缓慢的冷却速度进行冷却在450—600℃区间时会存在韧性降低的现象。为了消除这种高温回火脆性，可以利用钼与磷互相交互作用，妨碍磷在晶界的偏聚，能够使高温回火脆性降低。在热处理操作中也常用快冷方法来防止发生高温回火脆性。

回火脆性的出现，一是因为是所选回火温度的不当引起的，二是回火后冷却速度选择不当而导致。在实际操作，正确选择回火温度和冷却方式对我们来说至关重要。若產生回火脆性，对于低温回火脆性，我们只能通过重新加热淬火的方法，然后选择温度重新回火；对于高温回火脆性，我们可以通过重新加热回火，回火后要快速冷却，一般采用油冷和水冷，不用空冷。

（四）热处理回火工艺钢的回火变形

为满足零件的要求绝大多数工件都采用回火，但回火也可引起其变形。为防止变形我们应注意几点：一、我们要充分的考虑工件的保温时间，因其影响着工件各部分的温度是否均匀和组织能否转变充分。二、还应考虑工件的保温温度，使其消除和减少内应力。满足这些条件从而使工件的性能满足要求。三、还应考虑工件的冷却方法，要求精度不高的工件回火后一般采用都在空气中进行冷却的方法就能满足其性能，而对于一些重要的机器零件或工模具来说，通常都需采用缓慢冷却的方法以防止重新产生内应力和变形、开裂的现象。

结束语

热处理对于冶金工业是一项重要基础技术，生活中很多的重要零件都需要进过热处理工艺。而回火工艺能满足很多工业应用。例如高硬度、高耐磨性的刃具、模具、滚动轴承及渗碳的零件可以由低温回火处理得到；具有一定韧性的弹簧、冲击工具可以由中温回火处理得到；具有良好综合性能的连杆、螺栓及齿轮可以由高温回火处理得到。所以我们在大多数的钢的最后一道工艺应合理选择回火温度及保温时间，以减少我们在生产中的损失。

参考文献：

[1]叶宏.金属材料及热处理[M].化学工业出版社，2015-06-01.

[2]吴惠明.金属材料及热处理[M].机械工业出版社，2012-07-01.

[3]朱黎江.金属材料及热处理[M].北京理工大学出版社，2011-07-01.

[4]刘静.金热处理工艺及发展现状研究[J].华章，2011（22）

[5]张斌华.浅谈温度对热处理工艺的影响[J].民营科技，2011（10）.