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碳鋼的回火過程
淬火碳鋼回火過程中的組織轉(zhuǎn)變對(duì)于各種鋼來說都有代表性?；鼗疬^程包括馬氏體分解，碳化物的析出、轉(zhuǎn)化、聚集和長(zhǎng)大，鐵素體回復(fù)和再結(jié)晶，殘留奧氏體分解等四類反應(yīng)。低、中碳鋼回火過程中的轉(zhuǎn)變示意地歸納在圖1中。根據(jù)它們的反應(yīng)溫度，可描述為相互交疊的四個(gè)階段。 

階段回火（250℃以下） 馬氏體在室溫是不穩(wěn)定的,填隙的碳原子可以在馬氏體內(nèi)進(jìn)行緩慢的移動(dòng),產(chǎn)生某種程度的碳偏聚。隨著回火溫度的升高，馬氏體開始分解,在中、高碳鋼中沉淀出ε-碳化物（圖2），馬氏體的正方度減小。高碳鋼在 50～100℃回火后觀察到的硬度增高現(xiàn)象，就是由于ε-碳化物在馬氏體中產(chǎn)生沉淀硬化的結(jié)果（見脫溶）。 ε-碳化物具有密排六方結(jié)構(gòu)，呈狹條狀或細(xì)棒狀，和基體有一定的取向關(guān)系。初生的 ε-碳化物很可能和基體保持共格。在250℃回火后，馬氏體內(nèi)仍保持含碳約0.25％。含碳低于 0.2％的馬氏體在200℃以下回火時(shí)不發(fā)生ε-碳化物沉淀，只有碳的偏聚，而在更高的溫度回火則直接分解出滲碳體。

第二階段回火(200～300) ℃殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?；鼗鸬?00～300℃的溫度范圍，淬火鋼中原來沒有完全轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體，此時(shí)將會(huì)發(fā)生分解，形成貝氏體組織。在中碳和高碳鋼中這個(gè)轉(zhuǎn)變比較明顯。含碳低于 0.4％的碳鋼和低合金鋼，由于殘留奧氏體量很少，所以這一轉(zhuǎn)變基本上可以忽略不計(jì)。  

第三階段回火(200～350) ℃馬氏體分解完成,正方度消失。ε-碳化物轉(zhuǎn)化為滲碳體 (Fe3C)。這一轉(zhuǎn)化是通過 ε-碳化物的溶解和滲碳體重新形核長(zhǎng)大方式進(jìn)行的。初形成的滲碳體和基體保持嚴(yán)格的取向關(guān)系。滲碳體往往在ε-碳化物和基體的界面上、馬氏體界面上、高碳馬氏體片中的孿晶界上和原始奧氏體晶粒界上形核。形成的滲碳體開始時(shí)呈薄膜狀，然后逐漸球化成為顆粒狀的Fe3C。

第四階段回火(350～700) ℃滲碳體球化和長(zhǎng)大,鐵素體回復(fù)和再結(jié)晶。滲碳體從400℃開始球化，600℃以后發(fā)生集聚性長(zhǎng)大。過程進(jìn)行中，較小的滲碳體顆粒溶于基體，而將碳輸送給選擇生長(zhǎng)的較大顆粒。位于馬氏體晶界和原始奧氏體晶粒間界上的碳化物顆粒球化和長(zhǎng)大的速度快，因?yàn)樵谶@些區(qū)域擴(kuò)散容易得多。   鐵素體在350～600℃發(fā)生回復(fù)過程。此時(shí)在低碳和中碳鋼中，板條馬氏體的板條內(nèi)和板條界上的位錯(cuò)通過合并和重新排列，使位錯(cuò)密度顯著降低，并形成和原馬氏體內(nèi)板條束密切關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)條狀鐵素體晶粒。原始馬氏體板條界可保持穩(wěn)定到600℃；在高碳鋼中,針狀馬氏體內(nèi)孿晶消失而形成的鐵素體，此時(shí)也仍然保持其針狀形貌。在600～700℃間鐵素體內(nèi)發(fā)生明顯的再結(jié)晶，形成了等軸鐵素體晶粒。此后，F(xiàn)e3C顆粒不斷變粗，鐵素體晶粒逐漸長(zhǎng)大。 
 

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