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发表于 2013-9-28 09:40:00
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本帖最后由 孤鸿踏雪 于 2013-9-28 09:43 编辑
我来谈一下自己的粗浅认识。
回火脆性已被确认为是由于活性杂质元素P、Sb、Sn、As等在晶界偏聚（工业用钢主要是P）所致，上世纪50年代的研究已发现高纯度的试验室用钢对回火脆性不敏感。自从1968年开始使用俄歇分析技术以来，便可定量分析偏聚于晶界上的杂质元素及合金元素的浓度，建立起塑性—脆性转折温度的升高与晶界上杂质元素富化的依赖关系，使用俄歇分析技术与氩离子轰击技术可测定在垂直于晶界面方向上元素的浓度的变化，由于杂质元素浓度可在几个原子层深度内连续下降，因此确认脆化过程中，并无三维化合物形成，由此否认了许多科学家长期坚持的“固溶体析出”假说，并确立了固溶体边界层杂质浓度升高而引起回火脆性的观点。
一般认为，由P、Sb、Sn、As等杂质原子在晶界偏聚所引起的脆性是由于弱化了晶间聚合力所致。进一步研究指出：合金元素在回火脆化发展中所起作用并不亚于杂质，由于Fe—C合金中有害杂质的偏析很小，不足以引起回火脆性。但在存在有合金元素Ni、Cr、Mn的情况下，杂质偏析明显增大，在这个过程中，合金元素本身在高纯度钢中不会引起平衡偏析，但却会在有害杂质存在的晶粒边界处偏析。所以可以认为在α固溶体中，合金元素和杂质相互作用，从而共同促进偏析；也可以认为，若杂质与合金元素原子相互吸引力比杂质与Fe原子的相互吸引力要强，那么合金元素与杂质共同加强偏析。具体讲，P和Ni、P和Cr、Sb和Ni、Sb和Mn以及其它杂质与合金元素对，都是这种方式作用的。其次，合金元素还能使杂质偏析增强一些，例如Ni和Cr在钢中共同存在时引起Sb的偏析，超过二者分别作用的总和。
合金元素加入可能引起固溶体边界层中有害杂质浓度的增加，从而减弱晶粒间的结合，这就是含有Ni、Cr和Mn的合金钢为什么会产生回火脆性的一个重要原因。
按照一般文献介绍，防止回火脆性的方法有多种。从钢的合金化原理上考虑有：1.减少钢中有害杂质元素含量（这里有一个重要的问题：上述有害杂质元素含量降到多少？）；2.加入少量的Mo（有的文献介绍为0.20~0.30％，还有的介绍为0.50％）和W（有文献介绍1％）到合金钢中；从热处理工艺上考虑为：1.高温回火后快速冷却（抑制有害杂质向晶界偏聚）；2.对钢件进行高温形变热处理；3.据介绍，采用临界区淬火是防止回火脆性最有效的方法。
从钢的合金化原理上讲，Cr提高P在晶界面上平衡偏聚浓度，同时P吸引Cr向晶界偏聚；钢中合金元素的Cr、Ni、Mn等都是通过偏聚而加强P在界面上的偏聚，提高钢的回火脆性的敏感性的。由于Mo与P有特别强的交互作用，以至于可能形成Mo3P化合物或某种Mo—P聚集态，将P固定住，起到净化作用。但有文献指出：当钢中Mo含量超过0.7％时其抑制脆性的作用消失。同时有人指出，在钢中含有0.017~0.036％P的条件下，以0.7％Mo合金化的钢有最小的回火脆性倾向，而在含1.1％Mo时脆性增加。Mo的这种复杂行为是与碳化物类型改变有关的。在不同的含Mo总量下，钢中碳化物类型不同，当含Mo量高于0.7％时，Mo2C逐渐取代富铬的Cr7C3，故基体中溶解的Cr增加使Cr—P晶界偏聚加大。 |
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发表于 2013-9-28 09:32:49
