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熱處理工藝缺陷及其防止措施

發(fā)布時間：2016-07-07 瀏覽：7205次

鋼熱處理后的缺陷常有硬度不高、硬度分布不均勻、變形與開裂等。

1．硬度不足或出現(xiàn)軟點(diǎn)

經(jīng)淬火后零件硬度偏低和出現(xiàn)軟點(diǎn)的主要原因是：

（1）亞共析鋼加熱溫度低或保溫時間不充分，淬火組織中有殘留鐵素體；

（2）加熱過程中鋼件表面發(fā)生氧化、脫碳，淬火后局部生成非馬氏體組織；

（3）淬火時，冷卻速度不足或冷卻不均勻，未全部得到馬氏體組織；

（4）淬火介質(zhì)不清潔，工作表面不干凈，影響了工件的冷卻速度，致使未能全部淬硬。

如果材質(zhì)及零件截面尺寸正常情況下，為防止淬火后零件硬度偏低***重要的是防止加熱時零件表面脫碳。其中***有效的辦法是采用鹽浴或可控氣氛或真空加熱。若在一般空氣電阻爐中加熱，在確保零件燒透及組織轉(zhuǎn)變的前提下力求盡量縮短加熱時間。

2016.3.3 (7)

2．零件變形與開裂

淬火工藝過程中零件變形是必然的，正常的，但零件出現(xiàn)表面裂紋導(dǎo)致表面或整體開裂是不允許的，一般作為廢品處理（高碳鋼淬火零件內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，經(jīng)回火后能消除的除外）。

（1）引起變形和開裂的原因

在淬火加熱時零件由于熱應(yīng)力以及高溫時材料強(qiáng)度降低延性增加會導(dǎo)致變形。對合金鋼而言，由于其導(dǎo)熱性較差，若加熱速度太快，不僅零件變形大，甚至有開裂的危險。

在冷卻過程中由于熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的共同作用，零件常出現(xiàn)變形，有的甚至出現(xiàn)表面裂紋。熱應(yīng)力是加熱或冷卻過程中，零件由表面至心部各層的加熱或冷卻速度不一樣造成的。淬火冷卻過程中零件表面存在的組織應(yīng)力常為拉應(yīng)力，所以其危害***大，它是在冷卻過程中零件由表層至心部各層奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體先后不一樣造成的。

零件淬火后出現(xiàn)變形、開裂，熱處理工藝不當(dāng)是重要因素。如加熱溫度過高造成奧氏體晶粒粗大，合金鋼加熱速度快造成熱應(yīng)力加大，加熱時工件氧化、脫碳嚴(yán)重，以及冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)，工件入冷卻介質(zhì)的方式不對等諸因素都會導(dǎo)致工件變形甚至開裂。但是在正常的淬火工藝下要從材質(zhì)本身及前序冷熱加工中尋找原因，諸如鋼材內(nèi)在夾雜物含量、化學(xué)成份、異常組織等超過標(biāo)準(zhǔn)要求，淬火之前工件表面存在裂紋、有深的加工刀痕，以及零件形狀分布不合理等因素都會導(dǎo)致淬火過程中零件變形甚至開裂。

（2）防止淬火工藝過程零件變形、開裂的措施：

a）正確選材和合理設(shè)計(jì)。對于形狀復(fù)雜、截面變化大的零件，應(yīng)選用淬透性好的鋼材，以便采用較緩和的淬火冷卻方式。在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意熱處理結(jié)構(gòu)工藝性。

b）淬火前進(jìn)行相應(yīng)的退火或正火，以細(xì)化晶粒并使組織均勻化，減少淬火內(nèi)應(yīng)力。

c）嚴(yán)格控制淬火加熱溫度，防止過熱缺陷，同時也可減少淬火時的熱應(yīng)力。

d）采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法，如雙液淬火、馬氏體分級淬火或貝氏體等溫淬火等。淬火時盡可能使零件均勻冷卻，對厚薄不均勻的零件，應(yīng)先將厚大部分淬入介質(zhì)中。薄件、細(xì)長桿和復(fù)雜件，可采用夾具或?qū)Ｓ么慊饓捍部刂拼慊饡r的變形。

e）淬火后應(yīng)立即回火，以消除應(yīng)力，降低工件的脆性。

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