在保持等硬度的條件下,回火溫度與回火時間呈下列關系:
P=T(K+lgt)
式中 P-回火參數;
T-回火溫度,K;
t-回火時間,s;
K-常數,僅與鋼中含碳量有關,并呈線性關系,如圖3-4所示。
在回火參數相同時,應用如圖3-5所示的回火參數諾模圖,能夠迅速地求出在等硬度條件下的另外的回火溫度和回火時間。
例如,某中碳合金鋼工件(由圖3-4可知K=20),在550℃回火10h。應用圖3-5可求出在等硬度條件下另外的回火溫度與回火時間的組合。方法是:在圖3-5上用直線連接A(550℃)與B(10h)點,直線AB與P(回火參數)軸相交于C點;C點即為550℃×10h的回火參數數值(17.3×103)。通過C點作一條直線,分別與溫度軸和時間軸相交于E和F點;應用E點和F點所對應的回火溫度600℃和時間0. 6h進行回火,可得到與550℃×10h相同的回火效果.這就是快速回火。
回火轉變較復雜的鋼種(如高速鋼)快速回火尚未獲得良好解決。
通電加熱回火是對淬火鋼棒、線材等通電(工頻電流)加熱回火的熱處理工藝。通電加熱回火后可獲得極為細小的碳化物顆粒、細密的α相亞(嵌鑲)組織及較大的第二類內應力(點陣畸變),因而使鋼材在保持(或略有降低)塑性的條件下,提高鋼的強度,并能減小回火脆性傾向性。
通電加熱回火時,加熱速度很快(達1000℃/s以上),而后噴水冷卻(1500~2000℃/s)。這一工藝的主要特點是生產效率高、設備簡單、易于安排在自動化生產線中。適用于棒材、線材或調質件毛坯的回火處理。
截面較大、厚薄懸殊,或帶有孔眼、棱角等的工件,當材料的含碳量較高[w(C)>0.4%],淬火時一直冷卻到室溫就有產生淬火裂紋的可能。因此,在淬火時常冷卻到100~150℃以上的溫度并立即從淬火介質中取出,迅速裝入回火爐進行回火;這種回火工藝稱為帶溫回火;是與淺冷淬火相銜接的回火工藝。
鍛模、大鍛件淬火后幾乎全部采用帶溫回火。例如,5CrNiMo鋼制造的中型鍛模奧氏體化后,先在空氣中預冷至750~780℃,再淬入油中(油溫不得高于70℃);為了避免淬裂,必須進行淺冷淬火一一鍛模淬冷至150~200℃出油并立即送入回火爐回火?刂茰\冷淬火的方法有二:一是控制鍛模在油中的停留時間(通常為30~90min),中型鍛模采用45~50min;另一種方法是觀察鍛模從油中提出時的表面狀況,如表面僅冒油煙而不燃燒(約相當于170℃),則可確定在油中的停留時間是合適的。淺冷淬火后鍛模中仍有很大的內應力,如將其直接裝進加熱到回火溫度的爐中回火,可能引起開裂,所以要先將鍛模裝進350~400℃爐中保溫適當時間。在保溫過程中使模具內、外均溫后,再升溫至最終回火溫度(500~580℃,視模具要求而定)進行回火。
高速鋼或其他工具鋼制工模具,在最終熱處理及使用一個階段后,重又進行回火的工藝叫做修復回火。修復回火可顯著地提高工模具的使用壽命;其主要工藝參數為:修復回火工模具的服役時間、回火溫度和保溫時間。