什么是回火，它在何时使用？优化金属韧性和耐用性

简单来说，回火是一种热处理工艺，用于金属硬化（通常通过淬火）之后。它包括将部件重新加热到其临界点以下的特定温度，并在此温度下保持一定时间，从而减少硬化引起的极端脆性，并显著提高其韧性。

回火的核心目的是使淬硬钢变得有用。它策略性地牺牲少量硬度（淬火后通常过高），以换取韧性的关键提升，防止材料在应力或冲击下破碎。

问题：为什么淬硬钢会变脆

要理解回火，首先必须理解它解决的问题。通过淬火使钢材硬化会产生一种材料，这种材料通常过于脆，无法实际使用。

当钢被加热到高温然后快速冷却（淬火）时，其内部晶体结构被困在一种高度应力的针状形态中，称为马氏体。

这种马氏体结构极其坚硬和刚性。把它想象成一块在完全绷紧时被快速冷冻的肌肉——它力量强大，但没有柔韧性，容易撕裂。

这种极高的硬度是有代价的：脆性。一块完全淬硬但未回火的钢材表现得像玻璃一样。虽然它可以抵抗划痕和磨损（硬度），但在受到冲击或突然加载时（脆性），它会灾难性地破碎。

对于几乎所有的应用，从刀片到结构螺栓，这种脆性都会使部件变得不可靠和危险。

回火是修改马氏体、缓解内部应力并改变材料性能的必要第二步。

该过程涉及将淬硬部件重新加热到精确的温度，始终低于钢的下临界温度（约 727°C 或 1340°F）。所选的精确温度是该过程中最关键的变量。

这种热量使被困的碳原子在钢的铁晶格内获得足够的能量进行轻微移动。这种移动使高应力的马氏体结构得以放松并重新形成新的微观结构（如回火马氏体或贝氏体）。

这个过程不会逆转硬化；它会对其进行细化。这就像轻轻加热那块绷紧、冷冻的肌肉，让它放松到足以恢复其弹性。

回火的主要结果是韧性的大幅提高——材料吸收能量并在不断裂的情况下变形的能力。它还恢复了一些延展性，使部件在断裂前能够弯曲。

用于回火的特定温度决定了硬度和韧性之间的最终平衡。这种关系是直接的权衡。

这保留了大部分硬度，同时缓解了足够的应力以防止灾难性失效。结果是具有优异耐磨性但韧性有限的材料。

这适用于切削工具、锉刀和剃须刀片等部件，在这些部件中，刃口保持是绝对优先的。

随着温度升高，更多的硬度被牺牲以换取韧性的显著提高。这创造了一种平衡、耐用的材料，可以承受重复冲击。

该范围用于锤子、凿子、弹簧和斧头等工具，这些工具需要合理坚硬的工作刃口和避免崩裂或断裂的韧性。

在这些较高温度下回火会以牺牲硬度为代价获得最大的韧性和延展性。材料会软得多，但对断裂的抵抗力极强。

这对于轴、车轴和结构螺栓等高应力部件至关重要，在这些部件中，在极端载荷下弯曲或拉伸的能力是关键的安全特性。

理想的回火温度完全取决于部件的预期用途。

最终，回火是关键的控制旋钮，它使您能够将坚硬但无用的材料转变为完美优化以完成其任务的部件。