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简答题简述淬火钢在回火时的组织变化过程。
  • 1马氏体中碳原子的偏聚
    ⑴含碳量小于0.2%的低碳马氏体中，绝大部分碳原子偏聚到高密度的位错线上，形成柯氏气团。这是由于碳原子和位错的弹性应力场的交互作用，使碳原子被弹性地吸引到位错线上，也称弹性偏聚。马氏体的含碳量为0.2%时，偏聚已达饱和状态。
    ⑵含碳量大于0.2%的马氏体，超过0.2%的碳原子以不再偏聚到位错附近，而在垂直c轴的（001）m面上偏聚，伴随有化学自由能降低，正方度c/a增加，硬度、强度有所提高，称为化学偏聚。这种偏聚也为析出亚稳定ε碳化物作准备。
    2马氏体的分解
    马氏体的分解是自发进行的降低系统自由能的过程，是过饱和碳从固溶体中析出的脱溶过程，可分为两个阶段。
    高碳马氏体在100-150℃回火为马氏体分解的第一阶段。碳原子只做短距离迁移，析出的ε碳化物片从周围取得碳原子长大，从而形成贫碳区，远离ε相的地区仍是高碳区，故称为马氏体的二相式分解。
    150℃以上回火为马氏体分解的第二阶段，发生连续式分解、碳原子可以作较长距离的迁移，随ε碳化物的析出，α相碳浓度均匀降低，马氏体分解可延续到350℃，此时c/a趋近于1。实验指出，回火温度越高，马氏体碳浓度越低，析出的ε碳化物越多。
    3残余奥氏体的转变
    含碳量超过0.5%的碳钢或低合金钢，淬火后总有少量残余奥氏体存在，在200-300℃范围内回火时，残余奥氏体分解为过饱和α固溶体和薄片状ε碳化物的复相组织，二者保持共格，一般认为是回火马氏体或下贝氏体。研究证明，残余奥氏体的转变与过冷奥氏体转变一样，也是一个形核和长大的过程，转变生成贝氏体后也出现浮凸现象。
    4碳化物的转变
    在250-400℃回火时，碳钢马氏体中过饱和碳原子几乎全部脱溶，析出比ε碳化物更稳定的碳化物。一种是χ碳化物，具有单斜晶系；另一种是θ碳化物，也就是渗碳体。
    研究证明，条状马氏体在上述温度范围回火时，会直接析出θ相（渗碳体）。这种相以薄片或短杆状形成于马氏体的位错线或界面上。
    高碳钢中的淬火马氏体和残余奥氏体在低温回火时，分解成α相和ε相，两相之间保持共格联系。
    5碳化物的聚集长大和α相回复、再结晶
    当回火温度高于400℃时，渗碳体明显聚集长大并球化，无论片状渗碳体的球化或粒状渗碳体的长大，都通过小颗粒溶解，大颗粒长大的机理进行。由于碳原子的扩散能力近一步增强，铁原子的扩散能力开始恢复，α相中过饱和固溶碳原子全部脱溶，其本身正方度消失，逐渐回复与再结晶，组织中的碳化物也将聚集和球化。
    对于条状马氏体来说，回火温度超过400℃时，马氏体的位错密度逐渐降低，剩下的位错又形成二维位错网络，排列成“墙”，构成α相中的亚晶界，从而将其分割成许多亚晶粒。同时，α相中的点阵畸变逐渐消失，称为α相的回复阶段。但是仍保持条形形态。只有回火温度超过600℃时，α相发生再结晶由位错密度降低的等轴晶粒代替回复时的条状组织，条状马氏体形态才消失。
    对于高碳钢中的片状马氏体来说，当回火温度超过250℃时，孪晶开始消失，出现位错胞和位错线，显微裂纹逐渐被填合。回火温度达400℃时，孪晶全部消失，α相回复，逐渐形成多边化亚晶粒，仍保持片状特征。当温度高于600℃时，片状马氏体形态消失，等轴状α相代替片状α相。

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