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首页 > 钢铁百科 > 百科分类 > 钢铁问答 > 含碳量的选择与回火温度的确定。
含碳量的选择与回火温度的确定
含碳量对于淬火马氏体的组织与性能具有重要影响，而回火是热处理的最后一道工序，回火温度几乎决定了钢的最后组织状态，因此从这个意义上来说，含碳量和回火温度决定了机械零件的使用性能和寿命。由于不同机械零件服役条件和失效方式存在差异，故在这两个因素的考虑上要有针对性。现以含碳量分别为0. 20-/0、0.40-/0、0.60-/0和1.0%的钢为例，讨论其力学性能随回火温度变化的情况。
低碳合金钢由于含碳量较低，淬火之后得到脆性较低而塑性韧性足够高的位错板条马氏体+板条相界残余奥氏体薄膜+自回火析出的碳化物。在低于250C回火，部分消除了内应力，弥散析出的碳化物增多以及板条相界残余奥氏体仍然保持不变，使塑性、韧性都有明显提高，出现了一个高的综合力学性能钢种。中碳合金钢由于含碳量较高，淬火之后得到位错和孪晶马氏体的混合组织，如果也低温回火(200~250℃)，尽管强度值很高，但塑性、韧性却较低。因此这类钢需要在550~600C进行高温回火，其显微组织为回火索氏体。这种组织的性能与低碳马氏体相近。高碳合金钢或含碳量介于中碳和高碳之间的钢种如60号、70号钢等，在3000C似下温度回火，由于未能消除淬火内应力和高碳马氏体本身的固有脆性，所以都呈现脆性断裂，约在350℃附近回火，显示出最大的弹性极限和屈服极限，其显微组织为回火屈氏体。滚动轴承钢( GCr15)的静扭转和扭转冲击性能可以看出这类钢淬火后在180~200℃回火，可得到最大的扭转强度和塑性，同时扭转冲击值也处于峰值。这时显微组织为回火马氏体+残余奥氏体和未溶碳化物。
因此，对低、中碳钢为了获得良好的综合力学性能，主要有两种途径：一是选取低碳合金钢，淬火后进行低温回火，以获得低碳马氏体。这类钢即低碳马氏体型结构钢，它是机械制造用钢的一个重要分支。为了提高这类钢的表面耐磨性，只有提高表面层的含碳量，即进行表面渗碳，一般称这类钢为渗碳结构钢，它是机械制造用钢的另一重要分支。另一途径是采用含碳较高的中碳钢，淬火后进行高温回火，使其能在高塑性的情况下，保持足够的强度。一般称这类钢为调质钢，它是机械制造用钢中使用量较大的钢种。为了提高这类钢的表面耐磨性，可以采取高频加热表面淬火或氮化处理。如果希望获得高强度，
而宁可降低塑性及韧性，对含碳量较低的合金调质钢可采取低温回火，则得到所谓“超高强度钢”，这类钢的屈服强度高于1400MPa，主要应用于军事国防。
含碳量介于中碳和高碳之间的钢种（如60号、70号钢）以及一些高碳钢（如80号、90号钢），如果用于制造弹簧，为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限，则采用淬火后中温回火。一般将其归于专用结构钢，即弹簧钢之中。含Crl.5%的GCr15也是属于专用结构钢，称为滚动轴承钢。为保证轴承钢的接触疲劳强度和耐磨性，一般对滚动轴承钢采用淬火后低温回火。
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