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大型鍛件回火的目的是消除或降低工件淬火或正火冷卻時產生的內應力，得到穩定的回火組織，以滿足綜合性能要求。在回火過程中還可繼續去氫和使氫分布均勻，對降低或去除氫脆的影響是有利的。
1、入爐溫度及升溫前的停留時間 ?高合金鋼大鍛件淬冷終了時，心部尚有未充分轉變的過冷奧氏體，在回火入爐的低溫下長時間停留，實際上是心部繼續冷卻的過程。回火入爐溫度應根據鋼上的TTT曲線來確定，一般選擇在Ms點附近，停留時間應保證使過冷奧氏體得到充分轉變。碳鋼和低和鋼鍛件在淬火冷卻中，過冷奧氏體轉變已基本轉變完成，回火入爐后的停留只是為了減少鍛件中的內外溫差，以降低鍛件中的內應力。
2、升溫、均溫和回火保溫 ?回火加熱時所產生的熱應力與淬火后的殘留應力疊加，可促使工件中缺陷擴大，所以回火加熱速度應比淬火加熱速度低一些。高溫回火時，爐測溫表到溫后即為均溫開始，當鍛件表面火色均勻且與爐膛顏色一致時為均溫終了。低溫回火時無法判斷火色，應根據實際經驗，選擇足夠的回火時間。均溫結束即為保溫開始。實際上，保溫時心部繼續升溫到回火溫度，并完成回火轉變過程。淬火后回火保溫時間可選為2h/100mm,而正火后的回火為1.5h/100mm。

3、回火后的冷卻與殘留應力 ?大鍛件高溫回火后快冷，會引起大的殘留應力，其數值主要取決于該鋼的彈——塑性轉變溫度（碳鋼和低合金鋼為400-450攝氏度，合金鋼為450-550攝氏度）以上階段的冷卻速度。為了減小鍛件中的殘留應力，應盡量降低鍛件在高溫階段的冷卻速度。為了縮短回火冷卻時間以提高生產率，鍛件在彈—塑型轉變溫度下區域可以采去較快的冷卻速度。調質大鍛件中殘留應力是熱殘留應力，沿工件截面的分布規律是：表面受壓、心部受拉，由中心到表面近似為一條不對稱的余玄曲線，中心處軸向應力月比切向應力大一倍。必要時可根據鍛件用鋼的物理參數與回火工藝過程對盈利分布曲線進行定量計算。通常對重要鍛件規定為，經高溫回火后工件表面的殘留應力值不得高于其屈服強度的10或40mpa。

4、回火脆性 （第二類回火脆性） ?用對回火脆性敏感的鋼材制造大型關鍵時，為獲得較高的沖擊韌度，要求回火后快冷。但這將引起大的殘留應力。在不引起回火脆性的溫度下（450攝氏度）在進行補充回火，可使殘留應力降低50左右。為了保證沖擊韌度符合要求而殘留應力又較小，大鍛件應采用對回火脆性不敏感的碳鋼或添加鎢（0.5-1）的合金鋼來制造，并盡量降低鋼中砷和錫等雜質的含量。采用合金化的方法來消除大鍛件的第二類回火脆性，是有局限性的，關鍵在于提高鋼液的純凈度，盡量減少有害雜質磷、砷、錫、銻的含量極其在晶界上的偏析程度。
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