不规范状态下的高温回火组织

风来疏竹

今天有幸采访到国内著名老教授戚老先生关于“位向”、“再结晶”的一些问题。
教授这样解释：
1、马氏体转变遵循其转变规律，即：无扩散性、切变性、共格性及严格的位向关系及惯习面。
2、马氏体转变后的新相与母相之间存在严格的位向关系。例如位向{110}α//{111}γ、  <111>α//<110>γ，等。
3、对于中碳合金结构钢而言，在正常淬火温度（奥氏体化温度以上30-50度）下淬火，由于奥氏体晶粒细小，淬火后转变形成的马氏体也很细小，一般在光镜下看不到位向形貌，但它还是保留位向的，这种位向只有在电子射线衍射或X射线衍射下才能看到，主要以亚结构形态出现，即大家熟知的位错或者孪晶。过去有一种叫法，叫做“无组织马氏体”即属于这种情况。经回火后仍然有位向存在。
4、真正的调质是以组织转变为马氏体后回火而得到的组织来判定的，不能以硬度检验来判定。
5、关于回复再结晶的两种情况：
（1）再结晶与加热的温度有关系，同时与材料的熔点、塑性变形量的大小有关系，再结晶一般伴随着新核的形成与长大；这种情况从组织上看不出来，但从材料的硬度及其他性能指标上能明显反映出来是否已经发生了回复再结晶。
（2）“相硬化”理论，即相变后发生的硬化，与体积效应有关。这种情况从硬度上看不出来，但通过金相磨面可以反映变化情况。

横笛吹雨

181# 风来疏竹
是戚正风先生吗？
遗憾，怎么没问一下回火索氏体的位向问题？
是张工雪藏了采访二？
期待......

风来疏竹

182# WJFU66

专家说的对，是戚正风先生，
我在第3点中已有答复，请仔细看。

孤鸿踏雪

回风来疏竹版主（181#帖）
      你所说的这个戚教授，本人有幸于2007年夏初与之共进午餐。那是因为他近几年在潜心研究“粉冶”高速钢，他研制的“粉冶”高速钢滚刀在我司试用，并与普通高速钢进行寿命对比试验跟踪。
      现在对版主所述的“真正的调质是以组织转变为马氏体后回火而得到的组织来判定的，不能以硬度检验来判定”，我非常赞同！据此，再回过来看我们近些日子所热烈讨论的有关“调质”的定义问题，我个人认为GB/T7232—1999对“调质”所下的定义是多么粗糙和笼统。

风来疏竹

184# 孤鸿踏雪
杨工：你对“位向”的问题有什么看法，请发表观点和看法。
期待回复！！

横笛吹雨

183# 风来疏竹
1、窃以为，此位向非彼位向。所见位向的论述有三种（仅指个人所见）：（1）晶粒之间的位向关系，即相邻同种晶粒得以区分开来的位向关系。（2）马氏体转变中马氏体与母相奥氏体之间的晶体学位向关系。这种关系不知马氏体转变中存在，珠光体转变、贝氏体转变中都存在新相与母相之间的位向关系。（3）咱们所讨论的回火索氏体与马氏体的位向关系。
2、在本贴讨论中对于回火索氏体位向问题的认识我仍然坚持我的观点------即所谓保留马氏体位向就是保持马氏体针或板状的外貌特征。并且从这点来说，上述第（3）=（1）。
3、如果把咱们讨论的位向问题转向上述（2），则大家白讨论了，张工也白发那些图片了。因为以咱们的生产条件根本看不到那些位向，那还说什么以是否保留位向来判断淬火组织是否正常。
4、从张工的第3条我也没有看出戚教授对于回火索氏体位向问题的观点到底是什么。

风来疏竹

186# WJFU66
你现在说的意思和我的意思应该是一样的吧？是保留马氏体位向的回火索氏体。
2009年4月份，我们委托上海材料研究所做的2Cr13调质组织分析报告中，回火索氏体的位向是很明显的，而且是在400倍下的组织。这个报告可能还在在沈工的档案里保存着。

搬运工

一.与186楼观点一致.二.相信187楼所说的报告.但此报告不能说明调质组织一定要保留''M位向''三.更不能说回火索氏体都是保留M位向的.

qibao9891

回145楼：有一个例子：光轴，材料45#，技术要求180~220HB。这样的调质硬度我认为已经失去调质的意义了。
不一定。其一此硬度正火很难稳定获得；其二调质在整个截面上的性能比正火有优势；其三也许是强度有余韧性不足造成的。

调质不只有获得性能这一种目的，有时还以组织准备为目的，这时就不一定获得“保持马氏体位向的索氏体”。
比如：调质球化工艺中有部分的回火温度处于高温回火的上限（650℃附近），这是一种专门讲究高塑性，低强度和硬度的工艺。

风来疏竹

188# 搬运工

我认为：在具体材料的热处理工艺中：
1、如果零件的调质工艺属于最终热处理工艺或工序，那么调质目的是为了提高综合力学性能，塑性指标有所提高，但强度指标牺牲不是太大，这时候回火索氏体应该保留一定的马氏体位向存在；
2、如果零件的调质工艺不是最终热处理工艺或工序，而是属于中间组织的调整或是为以后的处理做组织准备（例如，侧重于强调韧塑性指标的提高……），由于处理时回火温度偏上限，塑性指标得到很大提高，但强度指标作出的牺牲太大，这时候可出现不保留马氏体位向的回火索氏体。
高工：你认为呢？

所以因为

回复189楼阿豹专家（阿豹自称是砖家）
1.对中碳钢和中碳合金结构钢，作为最终热处理，你是否遇到过这样低的调质硬度？（技术要求180~220HB）我没有遇到过，包括王工也没有遇到过。就象你说的，这样的要求其实正火也能达到，如果效果不好，只能说正火工艺和操作上不规范。
2.调质和调质球化目的不同，不能混为一谈。调质球化的材料大都为碳素工具钢之类，有中碳钢和中碳合金结构钢做调质球化的吗？

renbenfg

我认为工件回火后，保持着和淬火马氏体的位相关系，明显和不明显，与材质有关系。如我们的“风来疏竹”版主，发来的图片是不锈钢的回火，调质回火温度也很高，马氏体非常明显，根本看不出碳化物的析出，是否由于合金元素的阻碍，将碳化物的析出的温度，大大提高。

风来疏竹

典型的45钢调质组织：保持马氏体位向分布的回火索氏体 硬度28HRC
本图片摘自《钢铁材料金相图谱》 第370页图5-87
（上海科技出版社）（1981年10月第1版）（定价9.20元）
在新版《金属材料金相图谱》上册 第351页图2-1-122中找到了翻版的同样的内容资料
（机械工业出版社）（2006年7月第1版）（定价300元上下册）
以上图谱主编：李炯辉

风来疏竹

192# renbenfg
专家：我认同你的观点。合金元素的作用很明显，不可忽视。合金元素的加入对材料的转变温度及相变时原子的扩散，其影响程度确实是很大的。

qibao9891

1.对中碳钢和中碳合金结构钢，作为最终热处理，你是否遇到过这样低的调质硬度？（技术要求180~220HB）我没有遇到过，包括王工也没有遇到过。就象你说的，这样的要求其实正火也能达到，如果效果不好，只能说正火工艺和操作上不规范。
遇到过。目前就有，外贸的电线杆***瓷****ping中的那个铁件，材料45，硬度不高HB180~250，正火后硬度一般在HB170以下，雾冷正火后表面硬度可以达到，但抗疲劳达不到。这个可以理解，电线在风中摇曳，疲劳强度低了是不大好。没有办法，只有调质。
也曾换成40Cr，正火硬度比较好保证，但仍存在正火后抗疲劳不理想的结果。最终采用上述结果。

2.调质和调质球化目的不同，不能混为一谈。调质球化的材料大都为碳素工具钢之类，有中碳钢和中碳合金结构钢做调质球化的吗？
有。还有低碳钢的调质球化。

孤鸿踏雪

凑个热闹！
       按照沈工的主帖所讲的“不规范状态下的高温回火组织”，如因保温或者冷却不足等原因，得到非马组织，但同样经过高温回火会得到什么组织，在使用性能上二者有何区别？
       关于这些问题，本人在28#帖、34#帖比较详细的阐明了自己的观点：1.保温不充分可理解为奥氏体化不充分；2.冷却不足即为淬火不充分（这里面有多种情况，前两贴已有表述，不是本帖想要深入讨论的）。由此造成的后果（与规范状态下相比而言），本人也有明确的观点。近日，为了能够参加各位的“英雄论剑大会”不得不搜肠刮肚、翻箱倒柜以期找点新的“秘笈”，参与论剑！所幸的是竟也有所斩获，现与诸工分享如下：仅以“保温不足”而论，我就找到了与此相关的“中碳钢及中碳低合金钢零保温淬火”、“高碳钢短时快速加热淬火”、“中碳钢亚温淬火”以及“低碳钢双相区淬火”多种“刻意保温不足”的工艺。
      1.据“零保温淬火”介绍：使用组织分析和性能测试方法，对比了40Cr钢加热，并经0min、15min、40min保温后淬火回火后组织、力学性能、多冲抗力、耐磨性能、扫描电镜断口及马氏体成分检测后得出结论：0与40min保温处理的组织与性能相近或相同。但由于0保温时，钢在高温停留时间短，奥氏体晶粒来不及长大，淬火得到更细小的马氏体，故塑性、韧性反而稍优！
      2.据“快速短时加热淬火”介绍：高碳钢快速加热时，奥氏体晶粒细小，溶入奥氏体的碳量较少，碳的分布不均匀（产生中碳及高碳微区）致使Ms点升高，淬火组织中含有相当数量的位错型的板条马氏体，具有高的强度、塑性及韧性；例如：原始组织为细粒状珠光体的T7钢（Φ16mm）试样，采用800°C、8min加热淬火硬度最高，金相组织为少量的细粒状碳化物及隐晶（条状）马氏体；T9V钢（Φ19*95mm）试样经720°C预热、805°C不同时间加热对淬硬层深度及多冲弯曲破断次数的影响试验表明，当淬火、低温回火后硬度相同时，短时加热淬火使多冲弯曲前的冲击次数大幅增加！
     3.据“中碳钢的亚温淬火”介绍：亚温淬火的目的是得到“少量游离铁素体+马氏体+弥散分布的细小残奥”的组织；汽车发动机排气阀常用马氏体耐热钢4Cr9Si2制作，典型工艺就是：1020°C油淬+960°C油淬+720°C回火，其中的“960°C油淬”即属于“亚温淬火”，其处理后的组织为回火索氏体+少量游离的铁素体。
     4.还有专门在Ac1~Ac3之间的两相区进行的双相区淬火得到“铁素体+马氏体”的双相钢。

风来疏竹

196# 孤鸿踏雪
杨工以流畅的书笔给我们详细介绍了“零保温淬火” 、“快速短时加热淬火”、“中碳钢的亚温淬火、  “双相区淬火”等方法，在此深表感谢。
可是关于“位向”的问题，杨工避而未谈，大家都很想听听你的高见啊。

所以因为

1.首先感谢195楼阿豹专家的回复，了解了电线杆***瓷****ping中的那个铁件的热处理要求和工艺执行过程，知识面有扩展     但我所指的工件是光轴，和你所指的那个铁件服役条件是不同的，所以，还是不能说明问题的。
2.我在191楼已经说过：“调质和调质球化目的是不同的”。低碳钢的塑性、韧性指标本身就比较好的，做调质球化的目的是什么？感觉工艺应用不太恰当。

风来疏竹

高工和王工：我在193楼提供的“图片和组织说明”上说是45钢典型的调质组织，你们有何看法？恭候回复。

横笛吹雨

199# 风来疏竹
所谓的典型也就是正常的调质组织。