熱處理過程中的可能出現(xiàn)的缺陷及控制
2022-04-13 13:52:48
作者： 熱處理生態(tài)圈 來源： 熱處理生態(tài)圈
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鋼一般都要進(jìn)行熱加工和熱處理，以獲得較高的強(qiáng)韌性或其他特殊性能。但是，加熱溫度過高，反而會導(dǎo)致鋼的機(jī)械性能的惡化，甚至造成材料的報廢。
一、過熱現(xiàn)象
我們知道熱處理過程中加熱過熱最易導(dǎo)致奧氏體晶粒的粗大，使零件的機(jī)械性能下降。
一般過熱
一般過熱：加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長，引起奧氏體晶粒粗化稱為過熱。
粗大的奧氏體晶粒會導(dǎo)致鋼的強(qiáng)韌性降低，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，增加淬火時的變形開裂傾向。而導(dǎo)致過熱的原因是爐溫儀表失控或混料（常為不懂工藝發(fā)生的）。過熱組織可經(jīng)退火、正火或多次高溫回火后，在正常情況下重新奧氏化使晶粒細(xì)化。
斷口遺傳
有過熱組織的鋼材，重新加熱淬火后，雖能使奧氏體晶粒細(xì)化，但有時仍出現(xiàn)粗大顆粒狀斷口。
產(chǎn)生斷口遺傳的理論爭議較多，一般認(rèn)為曾因加熱溫度過高而使MnS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶界面，而冷卻時這些夾雜物又會沿晶界面析出，受沖擊時易沿粗大奧氏體晶界斷裂。
粗大組織的遺傳
有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時，以慢速加熱到常規(guī)的淬火溫度，甚至再低一些，其奧氏體晶粒仍然是粗大的，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳性。
要消除粗大組織的遺傳性，可采用中間退火或多次高溫回火處理。
二、過燒現(xiàn)象
過燒
加熱溫度過高，不僅引起奧氏體晶粒粗大，而且晶界局部出現(xiàn)氧化或熔化，導(dǎo)致晶界弱化，稱為過燒。
鋼過燒后性能嚴(yán)重惡化，淬火時形成龜裂。過燒組織無法恢復(fù)，只能報廢。因此在工作中要避免過燒的發(fā)生。
三、脫碳和氧化
脫碳
鋼在加熱時，表層的碳與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)，降低了表層碳濃度稱為脫碳。
脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強(qiáng)度及耐磨性降低，而且表面形成殘余拉應(yīng)力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。
氧化
加熱時，鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)生成氧化物膜的現(xiàn)象稱為氧化。高溫（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化，具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現(xiàn)淬火軟點(diǎn)。
為了防止氧化和減少脫碳的措施有：工件表面涂料，用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護(hù)氣氛加熱（如凈化后的惰性氣體、控制爐內(nèi)碳勢）、火焰燃燒爐（使?fàn)t氣呈還原性） 。
四、氫脆現(xiàn)象
氫脆
高強(qiáng)度鋼在富氫氣氛中加熱時出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。
出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理（如回火、時效等）也能消除氫脆，采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。
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