淬火热处理后硬度不足的原因分析
淬火热处理后硬度不足的原因分析
在生产过程中,有时会出现淬火后硬度不足的情况,这是热处理淬火过程中常见的缺陷。硬度不足有时表现为整个工件硬度值偏低,有时是局部硬度不够或产生软点。淬火时硬度不足的原因很多,与材料内在的冶金缺陷、选材不当、错料;设计上的结构工艺性差、加热工艺、冷却介质、冷却方法以及回火温度等都有密切关系。综合了一些实际请总结出了这么几点常见的可能因素造成：1、原材料问题
(1)原材料选择不当或发错料。应该用高碳钢或中碳钢制造的零件而错用成低碳钢;应该用合金工具钢制造的零件错用成普通高碳钢。
(2)原材料显微组织不均匀。如碳化物偏析或聚集现象,铁素体成大块状分布,出现石墨碳,严重的魏氏组织或带状组织等。2、加热工艺问题
(1)淬火加热温度偏低,保温时间不足也是淬火后硬度不足的原因。如亚共析钢,当加热温度在AC3与AC1之间时,则因铁素体未全部溶于奥氏体,淬火后不能得到均匀一致的马氏体而影响工件硬度。金相分析时可见未溶铁素体(2)淬火加热温度过高,保温时间过长。对于工具钢,当钢的加热温度过高时,大量碳化物溶于奥氏体,大大地增加了奥氏体的稳定程度,使马氏体开始转变点降低,因而淬火后工件中保留大量残余奥氏体,使淬火后工件的硬度下降。金相分析时,可见未溶的碳化物稀少,残余奥氏体量明显多。
(3)淬火加热时,工件表面脱碳,使表面硬度不足。金相分析时,表面有铁素体及低碳马氏体。当磨去表面脱碳层后,硬度便达到要求。工件在一般箱式炉中未加保护或保护不良的情况下加热,或者在脱氧不良的盐浴炉中加热,都会产生氧化脱碳现象。3、冷却工艺问题
(1)淬火介质选择不当。例如:应该采用淬火或淬碱的工件采用油冷,则会因为冷却能力不够,冷却速度太慢,在冷却过程中奥氏体将发生珠光体组织转变,而得不到马氏体,致使工件的硬度值偏低。
(2)淬火介质过于陈旧,如我厂淬火用油,在长期使用过程中,碳黑及残渣使粘度上升,造成冷却能力下降,使油老化。油在淬火过程中不断发生氧化、聚合、热分解、汽化等过程,导致油的变质,此外,油内水分的增加,也促进了油老化变质成乳化状态,至使工件在淬火时,达不到要求。此时,通过更新油或过滤处理原来的陈油,使淬火硬度达到标准。
(3)淬火介质温度过高,容易出现软点。如大批零件连续淬火时,而淬火介质又没有循环冷却系统,则淬火介质温度就会升高,冷却能力下降,而造成淬不硬的现象。
(4)冷却时间控制不当,主要有以下两种情况:!双液淬火时,零件在水中停留时间过短,或从水中取出后,在空气中停留时间过长再转入油中冷却。因工件本身还有较高的温度,发生自身回火的现象,而导致硬度偏低。分级淬火时,在分级冷却介质中停留时间过长,发生贝氏体转变,因而硬度不足。
(5)冷却过程中,操作不当也会产生软点。工件在淬火介质中没有适当移动,致使局部地区形成蒸汽膜,降低了冷却速度,得不到均匀一致的马氏体组织,使工件局部硬度偏低。
(6)除了上述几点原因外,有时操作者大意,回火温度偏高或工件表面有氧化皮、锈斑等污物,使局部冷却不足,也会产生硬度不足的现象。4、总结
解决淬火热处理中硬度不足的缺陷必须分清原因,采取相应对策加以防止。
扩展阅读：淬火加工中硬度不足的原因及对策
淬火加工中硬度不足的原因及对策
在生产过程中，有时会出现悴火后硬度不足的情况。这是热处理淬火过程中常见的缺陷。“硬度不足”有时表现为整个工件硬度值低，有时是局部硬度不够或产生软点。淬火时硬度不足的原因很多，与原材料、加热工艺、冷却介质、冷却方法，以及回火温度等等都有密切关系。一旦生产中出现了这种情况，必须具体地进行分析，然后才能针对向题，正确地加以处理。下面仅就工厂中常出现的情况，谈谈我的看法。
1、炉或进入冷却槽方法不当等原因造成，应该修正工艺温度，检修校核控温系统，装炉时，工件间隔合理摆放均匀，分散入槽，禁止堆积或成捆入槽冷却。
2、淬火温度过高，这是由工艺设置温度不当或控温系统误差造成，应当修正工艺温度，检修校核控温系统。
3、过回火，这是由回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高时入炉造成，应当修正工艺温度，检修校核控温系统，不高于设置炉温装入。
4、冷却不当，原因是预冷时间过长，冷却介质选择不当，淬火介质温度渐高而冷却性能下降，搅拌不良或出槽温度过高等，措施：出炉、入槽等要快；掌握淬火介质冷却特性；油温60～80℃，水温30℃以下，当淬火量大而使冷却介质升温时，应添加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却；加强冷却剂的搅拌；在Ms+50℃时取出。
5、脱碳，这是由原材料残留脱碳层或淬火加热时造成，预防措施为可控气氛加热，盐浴加热，真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料；机加工余量加大2～3mm。
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