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| 回火 |
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外文名 ：tempering 一級學科 ：材料科學與工程 二級學科 ：材料學 作 用：穩定組織 消除應力 改善力學性能 |
回火是將淬火後的鋼重新加熱到Ac1以下某一溫度範圍(大大低於退火、正火和淬火時的加熱溫度)，保溫後在空氣中、油或水中冷卻的熱處理工藝。[1]
回火的目的是減小或消除工件在淬火時產生的內應力，降低淬火鋼的脆性，使工件獲得較好的強度、韌性、塑性、彈性等綜合力學性能。
回火分類
根據回火溫度的不同，回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。
1．低溫回火回火溫度為150~250°C。低溫回火可以部分消除淬火造成的內應力，降低鋼的脆性，提高韌性，同時保持較高的硬度。故廣泛應用於要求硬度高、耐磨性好的零件，如量具、刃具、冷變形模具及表面淬火件等。
2．中溫回火回火溫度為300~450°C。中溫回火可以消除大部分內應力，硬度有顯著的下降，但仍有一定的韌性和彈性。中溫回火主要應用於各類彈簧、高強度的軸、軸套及熱鍛模具等工件。
3．高溫回火回火溫度為500~650°C。高溫回火可以消除內應力，使工件既具有良好的塑性和韌性，又具有較高的強度。淬火後再經高溫回火的工藝稱為調質處理。對於大部分要求較高綜合力學性能的重要零件，都要經過調質處理，如軸、齒輪等。
回火的作用
由於鋼鐵工件在淬火後具有以下特點：①得到了馬氏體、貝氏體、殘餘奧氏體等不平衡（即不穩定）組織。②存在較大內應力。③力學性能不能滿足要求。因此，鋼鐵工件淬火後一般都要經過回火。
回火的作用在於：
①提高組織穩定性，使工件在使用過程中不再發生組織轉變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩定。
②消除內應力，以便改善工件的使用性能並穩定工件幾何尺寸。
③調整鋼鐵的力學性能以滿足使用要求。
回火之所以具有這些作用，是因為溫度升高時，原子活動能力增強，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進行擴散，實現原子的重新排列組合，從而使不穩定的不平衡組織逐步轉變為穩定的平衡組織。內應力的消除還與溫度升高時金屬強度降低有關。
一般鋼鐵回火時，硬度和強度下降，塑性提高。
回火溫度越高，這些力學性能的變化越大。
有些合金元素含量較高的合金鋼，在某一溫度範圍回火時，會析出一些顆粒細小的金屬化合物，使強度和硬度上升。這種現象稱為二次硬化。[2]
回火要求
用途不同的工件應在不同溫度下回火，以滿足使用中的要求。
①刀具、軸承、滲碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下進行低溫回火。低溫回火後硬度變化不大，內應力減小，韌性稍有提高。
②彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性和必要的韌性。
③中碳結構鋼製作的零件通常在500～600℃進行高溫回火，以獲得適宜的強度與韌性的良好配合。淬火加高溫回火的熱處理工藝總稱為調質。
鋼在300℃左右回火時，常使其脆性增大，這種現象稱為第一類回火脆性。一般不應在這個溫度區間回火。
某些中碳合金結構鋼在高溫回火後，如果緩慢冷至室溫，也易於變脆。這種現象稱為第二類回火脆性。
在鋼中加入鉬，或回火時在油或水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。
將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來的回火溫度，便可以消除這種脆性。[3]
回火常見問題與解決方法
回火產生之回火裂痕以淬火之鋼鐵材料經回火處理時，因急冷、急熱或組織變化之故而產生之裂痕，稱之為回火裂痕。
常見之高速鋼、SKD11模具鋼等回火硬化鋼在高溫回火後急冷也會產生。
100℃熱水回火之優點低溫回火常使用180℃至200℃左右來回火，使用油煮回火。其實若使用100℃的熱水來進行回火，會有許多優點，包括：
（1） 100℃的回火可以減少磨裂的發生；
（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；
（3）100℃的熱水回火可降低急速加熱所產生裂痕的機會；
（4）進行深冷處理時，降低工件發生深冷裂痕的機率，對殘留沃斯田體有緩衝作用，增加材料強韌性；
（5）工件表面不會產生油焦，表面硬度稍低，適合磨床研磨加工，亦不會產生油煮過熱乾燒之現象。
二次硬化之高溫回火處理對於工具鋼而言，殘留應力與殘留沃斯田體均對鋼材有著不良的影響，浴消除之就要進行高溫回火處理或低溫回火。
高溫回火處理會有二次硬化現象，以SKD11而言，530℃回火所得鋼材硬度較200℃低溫回火稍低，但耐熱性佳，不會產生時效變形，且能改善鋼材耐熱性，更可防止放電加工之加工變形，益處甚多。[4]
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