淬火缺陷的预防与补救方法

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：钢件淬火时最常见的缺陷有变形、开裂、氧化、脱碳、硬度不足或不均匀、表面腐蚀、过热、过烧以及其他按照质量检验标准规定的金相组织不合格等。下面主要讲述造成硬度不足、硬度不均匀以及其他组织缺陷的原因以及预防和补救措施。对后两种情况，如淬火后不再加工，一旦出现缺陷，很难补救。

钢件淬火时最常见的缺陷有变形、开裂、氧化、脱碳、硬度不足或不均匀、表面腐蚀、过热、过烧以及其他按照质量检验标准规定的金相组织不合格等。

淬火件的变形、开裂的成因及减少淬火畸变、防止淬火开裂的措施如前所述。关于氧化、脱碳以及过热、过烧等缺陷也已在前面章节中讲述过，此处不再重复。下面主要讲述造成硬度不足、硬度不均匀以及其他组织缺陷的原因以及预防和补救措施。

1.硬度不足

造成淬火工件硬度不足的原因有：

(1)加热温度过低，保温时间不足。检查金相组织，在亚共析钢中可以看到未溶铁素体，在工具钢中可看到较多未溶碳化物。

(2)表面脱碳引起表面硬度不足。磨去表层后所测得的硬度比表面高。

(3)冷却速度不够，在金相组织上可以看到黑色托氏体沿晶界分布。

(4)钢材淬透性不够，截面大处淬不硬。

(5)采用中断淬火时，在水中停留时间过短，或自水中取出后，在空气中停留时间过长再转入油中，因冷却不足或自回火而导致硬度降低。

(6)工具钢淬火温度过高，残留奥氏体量过多，影响硬度。

当出现硬度不足时，应分析其原因，采取相应的措施。其中由于加热温度过高或过低引起的硬度不足，除对已出现缺陷进行回火，再重新加热淬火补救外，应严格管理炉温测控仪表，定期进行校正及检修。

2.硬度不均匀

硬度不均匀，即工件淬火后有软点，产生淬火软点的原因有：

(1)工件表面有氧化皮及污垢等。

(2)淬火介质中有杂质，如水中有油，使淬火后产生软点。

(3)工件在淬火介质中冷却时，对冷却介质的搅动不够，没有及时赶走工件的凹槽及大截面处形成的气泡而产生软点。

(4)渗碳件表面碳浓度不均匀，淬火后硬度不均匀。

(5)淬火前原始组织不均匀，如有严重的碳化物偏析，或原始组织粗大，铁素体呈大块状分布等。

对前三种情况，可以进行再次加热，在恰当的冷却介质及冷却方式下淬火补救。

对后两种情况，如淬火后不再加工，一旦出现缺陷，很难补救。对尚未成型加工的工件，为了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的锻打来改变其分布及形态。对粗大组织可再进行一次退火或正火，使组织细化及均匀化。

3.组织缺陷

有些零件，根据服役条件，除要求一定的硬度外，还对金相组织有一定的要求。常见的金相组织缺陷有以下几种。

(1)马氏体组织粗大：马氏体粗大通常是过热所致，粗大马氏体会使力学性能尤其是韧性变差(对此应在重新淬火前进行一次退火)。碳素工具钢、合金工具钢工件，一般件要求马氏体针≤4级，重要件马氏体针≤2级。

(2)游离铁素体过多：对于亚共析钢，加热不足或淬火冷速不够均会造成游离铁素体过多。铁素体过量时易呈网状或块状，导致性能降低。

(3)网状组织：碳素工具钢或合金工具钢因原始组织不理想(如淬火前网状碳化物未除掉)，或因淬火加热、冷却不当(如冷速慢导致沿奥氏体晶界析出托氏体等非马氏体组织)，均会出现网状组织，使性能变坏。

(4)残留奥氏体量过多：高碳钢工件(如工具)通常对残留奥氏体量有一定要求，如果过量，会使工件强度、硬度降低。过多的残留奥氏体可通过深冷处理减少。