含铬、镍、锰等元素的合金钢淬火后在 500～650℃回火，缓冷易产生可逆回火 脆性，为防止它，小零件可采用回火时快冷；大零件可选用含钨或钼的合金钢。
二、注意事项
将淬火成马氏体的钢加热到临界点 A1 以下某个温度，保温适当时间，再冷到室温的 一种热处理工艺。回火的目的在于消除淬火应力，使钢的组织转变为相对稳定状态。 在 不 降 低 或 适 当 降 低 钢 的 硬 度 和 强 度 的 条 件 下 改 善 钢 的 塑 性 和 韧 性 ，以 获 得 所 希 望 的 性 能 。中 碳 和 高 碳 钢 淬 火 后 通 常 硬 度 很 高 ，但 很 脆 ，一 般 需 经 回 火 处 理 才 能 使 用 。钢
第三阶段回火(200～350℃) 马氏体分解完成,正方度消失。ε-碳化物转化为渗碳 体 (Fe3C)。这一转化是通过 ε-碳化物的溶解和渗碳体重新形核长大方式进行的。最 初形成的渗碳体和基体保持严格的取向关系。渗碳体往往在 ε-碳化物和基体的界面 上、马氏体界面上、高碳马氏体片中的孪晶界上和原始奥氏体晶粒界上形核（图 3）。 形成的渗碳体开始时呈薄膜状，然后逐渐球化成为颗粒状的 Fe3C。 回火
第四阶段回火(350～700℃) 渗碳体球化和长大,铁素体回复和再结晶。渗碳体从 400℃ 开 始 球 化 ， 600℃ 以 后 发 生 集 聚 性 长 大 。 过 程 进 行 中 ， 较 小 的 渗 碳 体 颗 粒 溶 于
基 体 ，而 将 碳 输 送 给 选 择 生 长 的 较 大 颗 粒 。位 于 马 氏 体 晶 界 和 原 始 奥 氏 体 晶 粒 间 界 上 的碳化物颗粒球化和长大的速度最快，因为在这些区域扩散容易得多。
合 金 元 素 对 淬 火 后 的 残 留 奥 氏 体 量 也 有 很 大 影 响 。残 留 奥 氏 体 围 绕 马 氏 体 板 条 成 细网络;经 300℃回火后这些奥氏体分解，在板条界产生渗碳体薄膜。残留奥氏体含量 高 时 ，这 种 连 续 薄 膜 很 可 能 是 造 成 回 火 马 氏 体 脆 性 ( 300～ 350℃ )的 原 因 之 一 。合 金 元 素,尤其是 Cr、Si、W、Mo 等，进入渗碳体结构内,把渗碳体颗粒粗化温度由 350～4 00℃提高到 500～550℃，从而抑制回火软化过程,同时也阻碍铁素体的晶粒长大。
五、钢在回火后的性能
淬火钢回火后的性能取决于它的内部显微组织；钢的显微组织又随其化学成 分、淬火工艺及回火工艺而异。碳钢在 100～250℃之间回火后能获得较好的力学性
能。合金结构钢在 200～700℃之间回火后的力学性能的典型变化如图 5 所示。从图 5 可以看出,随着回火温度的升高，钢的抗拉强度 σb 单调下降；屈服强度 σ0.3 先稍 升高而后降低;断面收缩率 ψ 和伸长率 δ 不断改善；韧性(用断裂韧度 K1c 为指标) 总的趋势是上升，但在 300～400℃之间和 500～550℃之间出现两个极小值，相应地 被 称 为 低 温 回 火 脆 性 与 高 温 回 火 脆 性 。因 此 ，为 了 获 得 良 好 的 综 合 力 学 性 能 ，合 金 结 构钢往往在三个不同温度范围回火:超高强度钢约在 200～300℃；弹簧钢在 460℃附 近；调质钢在 550～650℃回火。碳素及合金工具钢要求具有高硬度和高强度,回火温 度一般不超过 200℃。回火时具有次生硬化的合金结构钢、模具钢和高速钢等都在 5 00～650℃范围内回火。 回火
六、回火脆性
低温回火脆性 许多合金钢淬火成马氏体后在 250～400℃回火中发生的 脆 化 现 象 。已 经 发 生 的 脆 化 不 能 用 重 新 加 热 的 方 法 消 除 ，因 此 又 称 为 不 可 逆 回 火 脆 性 。 引起低温回火脆性的
回火软化性
原因已作了大量研究。普遍认为，淬火钢在 250～400℃范围内回火时，渗碳体在原 奥 氏 体 晶 界 或 在 马 氏 体 界 面 上 析 出 ，形 成 薄 壳 ，是 导 致 低 温 回 火 脆 性 的 主 要 原 因 。钢 中 加 入 一 定 量 的 硅 ，推 迟 回 火 时 渗 碳 体 的 形 成 ，可 提 高 发 生 低 温 回 火 脆 性 的 温 度 ，所 以含硅的超高强度钢可在 300～320℃回火而不发生脆化，有利于改进综合力学性能。
预先热处理
回 火 后 得 到 回 火 托 氏 体 ，指 马 氏 体 回 火 时 形 成 的 铁 素 体 基 体 内 分 布 着 极 其 细 小 球 状碳化物（或渗碳体）的复相组织。
力 学 性 能 ： 35～ 50HRC， 较 高 的 弹 性 极 限 、 屈 服 点 和 一 定 的 韧 性 。 应用范围：弹簧、锻模、冲击工具等。 (3)高温回火 工件在 500℃以上进行的回火。 目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。 回 火 后 得 到 回 火 索 氏 体 ，指 马 氏 体 回 火 时 形 成 的 铁 素 体 基 体 内 分 布 着 细 小 球 状 碳 化物（包括渗碳体）的复相组织。 力 学 性 能 ： 200～ 350HBS， 较 好 的 综 合 力 学 性 能 。 应 用 范 围 ：广 泛 用 于 各 种 较 重 要 的 受 力 结 构 件 ，如 连 杆 、螺 栓 、齿 轮 及 轴 类 零 件 等。 工 件 淬 火 并 高 温 回 火 的 复 合 热 处 理 工 艺 称 为 调 质 。调 质 不 仅 作 最 终 热 处 理 ，也 可 作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。 45 钢正火和调质后性能比较见下表所示。 45 钢(φ20mm～φ40mm)正火和调质后性能比较
按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。 (1)低温回火 工件在 250℃以下进行的回火。 目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性 回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。 力 学 性 能 ： 58～ 64HRC， 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 。 应用范围：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。 (2)中温回火 工件在 250～500 ℃之间进行的回火。 目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。
回火
目录
钢的回火 注意事项 汽车排气管回火 钢的回火 注意事项 汽车排气管回火
一、钢的回火
回火是工件淬硬后加热到 AC1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室 温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行，其目的是： (a)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂； (b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求； (c)稳定组织与尺寸，保证精度； (d)改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
第一阶段回火（250℃以下） 马氏体在室温是不稳定的,填隙的碳原子可以在马 氏 体 内 进 行 缓 慢 的 移 动 ,产 生 某 种 程 度 的 碳 偏 聚 。 随 着 回 火 温 度 的 升 高 ， 马 氏 体 开 始 分解,在中、高碳钢中沉淀出 ε-碳化物（图 2），马氏体的正方度减小。高碳钢在 50～ 100℃回火后观察到的硬度增高现象，就是由于 ε-碳化物在马氏体中产生沉淀硬化的 结果（见脱溶）。 ε-碳化物具有密排六方结构，呈狭条状或细棒状，和基体有一定 的取向关系。初生的 ε-碳化物很可能和基体保持共格。在 250℃回火后，马氏体内仍 保持含碳约 0.25％。含碳低于 0.2％的马氏体在 200℃以下回火时不发生 ε-碳化物沉 淀，只有碳的偏聚，而在更高的温度回火则直接分解出渗碳体。 回火
淬火钢的化学成分和组织，以及加热温度而有所不同（见马氏体相变）。
二次预热
三、碳钢的回火过程
淬 火 碳 钢 回 火 过 程 中 的 组 织 转 变 对 于 各 种 钢 来 说 都 有 代 表 性 。回 火 过 程 包 括 马 氏 体 分 解 ，碳 化 物 的 析 出 、转 化 、聚 集 和 长 大 ，铁 素 体 回 复 和 再 结 晶 ，残 留 奥 氏 体 分 解等四类反应。低、中碳钢回火过程中的转变示意地归纳在图 1 中。根据它们的反应 温度，可描述为相互交叠的四个阶段。 回火
高温回火脆性 许多合金钢淬火后在 500～550℃之间回火,或在 600℃以上温度 回火后以缓慢的冷却速度通过 500～550℃区间时发生的脆化现象。如果重新加热到 600℃ 以 上 温 度 后 快 速 冷 却 ，可 以 恢 复 韧 性 ,因 此 又 称 为 可 逆 回 火 脆 性 。已 经 证 明 ,钢 中 P、Sn、Sb、As 等杂质元素在 500～550℃温度向原奥氏体晶界偏聚，导致高温回火 脆性;Ni、Mn 等元素可以和 P、Sb 等杂质元素发生晶界协同偏聚(cosegregation),Cr 元 素 则 又 促 进 这 种 协 同 偏 聚 ，所 以 这 些 元 素 都 加 剧 钢 的 高 温 回 火 脆 性 。相 反 ，钼 与 磷 交 互 作 用 ，阻 碍 磷 在 晶 界 的 偏 聚 ，可 以 减 轻 高 温 回 火 脆 性 。稀 土 元 素 也 有 类 似 的 作 用 。 钢在 600℃以上温度回火后快速冷却可以抑止磷的偏析，在热处理操作中常用来避免 发生高温回火脆性。
中的淬火马氏体，是碳在 α-Fe 中的过饱和固溶体,具有体心正方结构，其正方度 c/a 随 含 碳 量 的 增 加 而 增 大 ( c/a= 1+ 0.045w t％ C) 。马 氏 体 组 织 在 热 力 学 上 是 不 稳 定 的 ，有 向 稳 定 组 织 过 渡 的 趋 势 。许 多 钢 淬 火 后 还 有 一 定 量 的 残 留 奥 氏 体 ，也 是 不 稳 定 的 ，回 火 过 程 中 将 发 生 转 变 。因 此 ，回 火 过 程 本 质 上 是 在 一 定 温 度 范 围 内 加 热 粹 火 钢 ，使 钢 中 的 热 力 学 不 稳 定 组 织 结 构 向 稳 定 状 态 过 渡 的 复 杂 转 变 过 程 。转 变 的 内 容 和 形 式 则 视
四、合金元素的影响
对一般回火过程的影响 合金元素硅能推迟碳化物的形核和长大,并有力地阻 滞 ε-碳化物转变为渗碳体；钢中加入 2％左右硅可以使 ε-碳化物保持到 400℃。在碳 钢中，马氏体的正方度于 300℃基本消失，而含 Cr、Mo、W、V、Ti 和 Si 等元素的 钢,在 450℃甚至 500℃回火后仍能保持一定的正方度。说明这些元素能推迟铁碳过 饱和固溶体的分解。反之，Mn 和 Ni 促进这个分解过程（见合金钢）。