服务与支持 常见故障分析及排除

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采用淬火热处理后工件硬度不足的原因分析

2014年04月10日

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。

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