什么是回火？人孔等管道设备回火处理要求

　　将人孔等管道设备的材料加热到AC1以下某个温度，保温后自然冷却下来的热处理工艺过程叫回火。

　　应该说，在人孔等管道设备的材料中如果没有不稳定的晶格畸变，或者没有不稳定的低温组织，那么金属的回火热处理是没有什么意义的。但很多产品在变形加工完成或焊接之后，可能会存在不稳定的晶格畸变问题，而晶格畸变的存在在金属内将产生较大的内应力，这个内应力会导致材料机械性能(主要是塑性和韧性)和 性能的下降，严重时会直接导致金属材料的开裂或延迟开裂。此时对金属材料进行回火热处理，可消除其内应力，从而使材料的性能得到改善和恢复。

　　另一方面，金属材料经过正火或淬火后，会得到不稳定的马氏体和少量的过冷奥氏体组织。马氏体的存在使材料的硬度和强度升高，但却使其塑性和韧性大幅度下降。过冷奥氏体的存在会使产品的形状和尺寸不稳定，甚至长时间常温静置都会使它发生转变。过冷奥氏体的转变过程又常伴随着体积的变化，从而引起产品的尺寸和形状变化。此时对材料进行回火热处理，可以使不稳定的马氏体组织和过冷奥氏体组织发生转变，从而成为稳定的其它组织。

　　一般情况下，人孔等管道设备的正火后得到的组织中主要是铁素体和珠光体，而马氏体和过冷奥氏体的量很少，有时可以忽略不计，此时对正火后的材料进行回火热处理是没有意义的，故工程上应用的某些低碳钢，经正火后不再进行热处理的道理正在于此。而对淬硬性或淬透性较强的材料，正火后组织中得到马氏体和过冷奥氏体的量比较多，以致不能再忽略不计，有些材料甚至正火后得到的组织 是淬火组织，故此时 需要象淬火一样，正火后再进行回火。为了论述方便，这里仅以淬火组织进行回火处理的转变过程进行介绍，而正火后的回火则视材料不同而比照处理。

　　淬火组织在回火过程中将发生下列四个阶段的转变：

　　1、 阶段转变：它是发生在80℃~200℃温度区间的转变。当加热到该温度区间时，淬火组织中的马氏体将部分分解，并生成与它共格的ε碳化物(Fe2.4C)，使马氏体的过饱和碳含量降低，得到的组织为回火马氏体组织。而在温度低于80℃时，由于碳原子没有得到迁移所需的足够能量，故没有转变发生。

　　由于人孔等管道设备此时的ε碳化物极为细小，又与马氏体共格，故其基本组织仍为过饱和的固溶体组织。此时材料的机械性能没有发生太多的变化，仅仅是降低了淬火组织应力和材料的脆性。 阶段转变过程又称低温回火。低温回火常用在刀具和量具的调质处理中。

　　2、第二阶段转变：它是发生在200℃~300℃温度区间内的转变。当温度加热到该温度区间时，材料中的残余过冷奥氏体开始转变，生成回火贝氏体。因为该阶段的马氏体转变仍不明显，因此残余过冷奥氏体的转变成了影响材料性能变化的突出因素，人孔等管道设备 终得到的回火马氏体+回贝氏体组织导致了材料脆性的明显增加，行业中又常称材料的这类脆性为 类回火脆性。这类回火脆性在工程上是毫无意义的，而且也不能通过其它处理方式将它消除，故工程上常避免在该温度区间内进行回火。

　　3、第三阶段转变：它是发生在350℃~500℃温度区间的转变。当加热到该温度区间时，过饱和的碳原子相继从α-Fe固溶体内析出生成渗碳体，而且 次转变产生的ε碳化物也逐渐变为渗碳体(Fe3C)，从而得到回火屈氏体组织。此时材料的内应力大大减少，人孔等管道设备其硬度和脆性也 降低。但由于此时的渗碳体尚未长大，而是以细小的颗粒存在于铁素体之间，故材料仍保持较高的强度和较好的韧性。这一转变过程称为中温回火。中温回火常用在弹簧的调质处理中。

　　4、第四阶段转变：它是发生在500℃~650℃温度区间的转变。当加热到该温度区间时，第三次转变过程中的粒状渗碳体开始发生聚合，使得原来的α-Fe固溶体和渗碳体发生回复和再结晶，从而形成回火索氏体组织。此时淬火马氏体产生的固溶强化作用和晶格畸变强化作用已完全消失，材料得到了优良的综合机械性能。这一过程称为高温回火。高温回火是工程中 常用的一种回火。

　　需要指出的是：对于含Cr、Mo、Si等元素的合金钢，当长时间在500℃~650℃温度区间停留时，人孔等管道设备会出现回火脆化现象，行业内常称之为第二类回火脆性。第二类回火脆性产生的主要原因是材料中低熔点的杂质元素锑、磷、锡、砷在晶界偏聚所致。这类回火脆性可以通过加热到高温回火温度，然后急冷而加以消除。