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碳鋼的回火過程
淬火碳鋼回火過程中的組織轉變對于各種鋼來說都有代表性。回火過程包括馬氏體分解，碳化物的析出、轉化、聚集和長大，鐵素體回復和再結晶，殘留奧氏體分解等四類反應。低、中碳鋼回火過程中的轉變示意地歸納在圖1中。根據它們的反應溫度，可描述為相互交疊的四個階段。 

階段回火（250℃以下） 馬氏體在室溫是不穩定的,填隙的碳原子可以在馬氏體內進行緩慢的移動,產生某種程度的碳偏聚。隨著回火溫度的升高，馬氏體開始分解,在中、高碳鋼中沉淀出ε-碳化物（圖2），馬氏體的正方度減小。高碳鋼在 50～100℃回火后觀察到的硬度增高現象，就是由于ε-碳化物在馬氏體中產生沉淀硬化的結果（見脫溶）。 ε-碳化物具有密排六方結構，呈狹條狀或細棒狀，和基體有一定的取向關系。初生的 ε-碳化物很可能和基體保持共格。在250℃回火后，馬氏體內仍保持含碳約0.25％。含碳低于 0.2％的馬氏體在200℃以下回火時不發生ε-碳化物沉淀，只有碳的偏聚，而在更高的溫度回火則直接分解出滲碳體。

第二階段回火(200～300) ℃殘留奧氏體轉變。回火到200～300℃的溫度范圍，淬火鋼中原來沒有完全轉變的殘留奧氏體，此時將會發生分解，形成貝氏體組織。在中碳和高碳鋼中這個轉變比較明顯。含碳低于 0.4％的碳鋼和低合金鋼，由于殘留奧氏體量很少，所以這一轉變基本上可以忽略不計。  

第三階段回火(200～350) ℃馬氏體分解完成,正方度消失。ε-碳化物轉化為滲碳體 (Fe3C)。這一轉化是通過 ε-碳化物的溶解和滲碳體重新形核長大方式進行的。初形成的滲碳體和基體保持嚴格的取向關系。滲碳體往往在ε-碳化物和基體的界面上、馬氏體界面上、高碳馬氏體片中的孿晶界上和原始奧氏體晶粒界上形核。形成的滲碳體開始時呈薄膜狀，然后逐漸球化成為顆粒狀的Fe3C。

第四階段回火(350～700) ℃滲碳體球化和長大,鐵素體回復和再結晶。滲碳體從400℃開始球化，600℃以后發生集聚性長大。過程進行中，較小的滲碳體顆粒溶于基體，而將碳輸送給選擇生長的較大顆粒。位于馬氏體晶界和原始奧氏體晶粒間界上的碳化物顆粒球化和長大的速度快，因為在這些區域擴散容易得多。   鐵素體在350～600℃發生回復過程。此時在低碳和中碳鋼中，板條馬氏體的板條內和板條界上的位錯通過合并和重新排列，使位錯密度顯著降低，并形成和原馬氏體內板條束密切關聯的長條狀鐵素體晶粒。原始馬氏體板條界可保持穩定到600℃；在高碳鋼中,針狀馬氏體內孿晶消失而形成的鐵素體，此時也仍然保持其針狀形貌。在600～700℃間鐵素體內發生明顯的再結晶，形成了等軸鐵素體晶粒。此后，Fe3C顆粒不斷變粗，鐵素體晶粒逐漸長大。 
 

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