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马氏体中仅析出一部分过饱和的碳原子，它仍是碳在α—Fe中的过饱和固溶体，在回火的第一阶段中钢的硬度并不降低，但由于ε碳化物的析出，晶格畸变降低，淬火内应力有所减小。
（二）.回火第二阶段（200～300°C）残余A的转变
残余A于200°C分解，至300°C基本结束，残余A分解成下贝氏体，在回火第二阶段中，残余A转变为下贝氏体的同时，M还在继续分解，M的继续分解会使钢的硬度降低，但由于较弱的残余A转变成较应的下贝氏体，因此钢的硬度并没有明显降低，但淬火内应力进一步减小。
（三）.回火第三阶段（300～400°C）碳化物的转变
在回火第三阶段，碳原子从过饱和α固溶体中继续析出，同时ε碳化物也逐渐变为与α固溶体不再有晶格联系的渗碳体（Fe3C），α固溶体中含碳量几乎已将到平衡含碳量，正方度 c/a接近于1，经过第三阶段以后，钢的组织是由铁素体和颗粒状渗碳体所组成，钢的硬度降低，淬火应力到此基本消除。
（四）.回火第四阶段（>400°C）渗碳体聚集长大与α相的再结晶
经过回火第三阶段后，钢的组织虽然已是铁素体和颗粒状渗碳体所组成，但α相（铁素体）仍保留原来M的板条状或片状，而成为多边形晶粒。
表示淬火钢在回火是的变形随温度的升高，渗碳体尺寸增大↑，内应力减小↓，残余A量↑，M含碳量↓。
三．回火转变产物的组织与性能 （一）.回火后的组织 回火产物可分为以下四种组织 1．回火马氏体（<250°C回火产物）
上图为45钢的淬火马氏体和回火马氏体显微组织，它是有过饱和的α固溶体（铁素体）和与起晶格相联系的ε碳化物所组成，回火M仍保留原来M的片状或板条状的形态。 2．回火屈氏体（350～500°C回火产物）
上图为45钢的回火屈氏体的显微组织，它是有尚未发生再结晶的铁素体和细小均匀渗碳体颗粒所组成的，由于这时铁素体尚未再结晶，因此仍保留着原来M的形态。 3．回火索氏体（500～650°C回火产物）
上图为45钢的回火索氏体显微组织，它是有在结晶的铁素体和均匀分布的细条状渗碳体组成，这时铁素体已发生再结晶，因此它失去了原有M的片状或板条状的形态。 4．回火珠光体（650°C～A1点回火产物）
它是有多边行的铁素体和颗粒状的渗碳体组成的镜相显微组织与球化退火后显微组织相似。
（二）.回火时机械性能的变化
是两种不同成分的钢的机械性能与回火温度的关系 四．回火的种类及应用
（一）.低温回火（150～250°C） 组织：低问回火的组织为回火M；
目的：是在于保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火内应力和脆性，以免使用是崩裂刀具或过早损坏，它主要用于高碳的切削刀具，量具，冷冲模具，滚动轴承。渗碳体回火后硬度一般为HRC58-64。
（二）.中温回火（350～500°C） 组织：中温回火所得组织为回火屈氏体；
目的：是为了获取较高的屈服强度，弹性极限，较高的韧性，主要用于处理各种弹簧和模具的热处理，回火后的硬度HRC35～50。 （三）.高温回火（500～650°C） 组织：高温回火所得组织为回火索氏体；
目的：是为了获得强度，硬度和塑性，韧性较好的综合机械性能；
调质处理：淬火后高温回火的热处理称调质处理；调质处理多用于重要的结构零件，连杆，螺栓，齿轮及轴类，回火后的硬度一般为HB 200～330。 表5-9 45钢经调质和正火后的性能比较
热处理状态 ζb,MN/m2 δ，% ak，J/cm2 HB 组织 正火 700～800 15～20 50～80 163～220 细珠光体+铁素体
调质 750～850 20～25 80～120 210～250 回火索氏体
5-9表 钢经正火后和调质处理后的硬度值接近，但为什么主要的零件一般都选用调质处理而不采用正火？这是由于调质处理后的组织为回火索氏体，其中渗碳体为颗粒状，而正火所得到的索氏体中渗碳体呈片状，调质钢不仅硬度高，且塑性与韧性也高于正火状态。 调质处理一般作为最终热处理，但也可以作为表面淬火和化学热处理的预先热处理。为了保持淬火后的高硬度及尺寸稳定性，淬火后又可进行时效处理（温度低于低温回火）。
五．回火脆性
发生在250～350°C，随温度升高，韧性不仅没提高，反而降低。 <回到篇头> 5-7 钢的淬透性 一．淬透性的意义
淬透性表示的是钢在淬火时所能得到的淬硬层深度。
注意：钢的淬透性和钢的淬硬性是两个完全不同的概念，淬硬性指的是钢在淬火能达到的最高硬度。用不同的钢制成相同形状和尺寸的工件，在同样条件下淬火，淬透性好的钢淬硬层较深，淬透性差的钢淬硬层较浅。
这个图反映了淬火时工件截面上各处冷却速度不同，以圆棒为例，淬火时表面部分冷却速度最大，愈到中心冷却速度愈小，表面部分冷却速度大于该钢的临界冷却速度，淬火后获得Ｍ组织，而心部则获取珠光体。 二．影响淬透性的因素
凡是能够增加过冷奥氏体稳定性的因素，或者说凡是使Ｃ曲线位置右移，减小临界冷却速度的因素，都能提高钢的淬透性。 （一）.钢的化学成分
在亚共析成份范围内，随含碳量增加，Ｃ曲线右移，因此使钢的临界冷却速度减小，使钢的淬透性提高，过共析钢随含碳量增加，Ｃ曲线左移，钢的临界冷却速度增大，淬透性降低。 （二）.合金元素的影响
除钴和铝（>2.5%）以外的合金元素能使Ｃ曲线右移，也就是说能降低临界冷却速度，使钢的淬透性提高。 （三）.奥氏体化条件
奥氏体化温度越高，成分越均匀。奥氏体越稳定，因此临界冷却速度越小，淬透性越高。
三．淬透性的测定与表示方法
（一）.图５－６４（a）
将试样加热至规定淬火温度后，置于支架上，然后从试样末端喷水冷却，由于试样末端冷却速度最快，越往上冷却的越慢，然后我们沿试样长度方向便能测出各种冷却速度下的不同组织与硬度。
图５－６４（b)这个图就是从喷水冷却的末端每隔一定距离测一硬度点，最后绘成此图“淬透性曲线”，由此可见，４５钢比４０Cr钢硬度下降的快，因此４０Ｃr比４５钢淬透性好。 （二）.临界淬透直径
四．淬透性与机械性能的关系淬透性对钢的机械性能的影响很大
这是用淬透性不同的两种钢材制成的直径相同的轴，已经过调质处理，比较后可见淬透性好的钢材，轴的整个截面都能淬透，淬透性差的轴（b）未淬透，机械性能比较好，二者硬度相同，淬透性差的轴，机械性能越接近心部机械性能越低，韧性表现最明显。 <回到篇头> 5-8 钢的表面淬火
表面淬火是一种不改变钢的化学成分，但改变表层组织的一种局部热处理方法。例如：生产中，有许多零件是在弯曲，扭曲等受力复杂的条件下工作的。这时候零件表层受到比心部高的多的应力作用，而且表面还要不断地被磨损，因此必须使工件表层得到强化，使它具有较高的强度，硬度，耐磨性及疲劳极限，而心部为了能承受冲击载荷的作用，仍应保持足够的塑性与韧性，在这种情况下，以往所介绍的热处理已失效应，至此我们提出钢的表面淬火和化学热处理。
方法：快速加热使钢的表面奥氏体化，不等热量传至中心，立即淬火冷却，这样我们就可获得表层硬而耐磨的M组织，心部仍保持原来塑性，韧性较好的退火，正火，或调质状态的组织。
表面淬火方法较多，常用的有以下两种：1.感应加热表面淬火；2.火焰加热表面淬火。 一．感应加热表面淬火 （一）.感应加热的基本原理
这是一个感应加热表面淬火的示意图，把工件放入有空心铜管绕成的感应器（线圈）内，当线圈通入交变电流后，立即产生交变磁场，那么在工件中就会产生频率相同，方向相反的感应电流，感应电流在工件内形成回路，称“涡流”，且电流密度在工件表面分布不均匀，表面密度大，中心密度小，在工件基本电阻的作用下，表层迅速被加热到淬火温度时而心部仍接近室温，在立即喷水冷却后，就达到表面淬火的目的。 （二）.感应加热频率的选用 1.高频感应加热
频率为200~300KHZ，淬硬层深度为0.5～2mm，主要用于淬硬层较薄的中，小型零件。如：小模数齿轮，中，小型轴的表面淬火。 2.中频感应加热
频率为500～10000HZ，淬硬层深度2～8mm，主要用于处理淬硬层要求较深的零件。如：直径较大的轴类和模数较大的齿轮等。 3.工频感应加热
频率50HZ,淬硬层深度可达10～15mm，要求淬硬层较深的大直径零件，如轧辊，火车车轮。 4.超频感应加热
频率20～40HZ,如：中，小模数的齿轮，花键轴，链轮。 二．火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火是以高温火焰为热源的一种表面淬火法。火焰为乙炔—氧火焰，最高温度3200°C，另外还有煤气—氧火焰，最高温度2000°C,它是将工件快速加热到淬火温度，在随后喷水冷却后，获得所需的表层硬度和淬硬层硬度。 <回到篇头>
5-9 钢的化学热处理