浅析钢的热处理常见缺陷及其防止措施

摘要：在如今高速发展的社会生活中，钢是我们不可缺少的材料，为了让其达到人们预期的性能和要求，对其进行热处理，同时也产生一些缺陷，如果不采取防止措施，会造成钢制零件的报废。因此我们有必要浅析其中原因，及其采取的措施。

关键词：热处理；缺陷；措施

钢在高温下的化学作用或加热温度及加热速度选择不当，以及装炉不当等，都是可以使工件在加热时产生各种缺陷甚至导致报废。下面根据笔者多年的工作经验，浅析一下常见的几种缺陷及应对措施。

一、氧化和脱碳

氧化是指钢表面的铁被氧化成氧化铁，钢被氧化的结果，不仅是金属材料被烧损，使工件不光洁，而且影响了工件的机械性能、切削性能、腐蚀性能。

脱碳是指钢表面的碳被氧化成CO、CH4等气体，使钢的表面的含碳量降低。

氧化使鋼制工件表面烧损，影响工件尺寸和光沽度。脱碳使工件表面碳贫化从而导致工件淬火硬度或耐磨性降低，严重的氧化脱碳会造成工件报废。

对需要控制氧化和脱碳的工件，可采用下列措施。

1控制加热温度和加热时间。在保证工件淬火硬度和组织的前提下，尽量采用较低的加热温度，并采用最短的加热时间。

2采用盐炉加热。

3采用保护气氛或可控气氛加热。

此外，加热时将工件装入有保护剂的铁箱中或涂上保护涂料，也有一定的防氧化脱碳的效果。

二、过热和过烧

加热温度过高，或在高温下加热时间过长，引起奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗针状马氏体的现象，称过热。过热会增加钢的脆性，容易造成淬火开裂。过热可以返修，返修前需进行一次细化组织的正火或退火，再按正确的方法重新淬火。

如果加热温度太高，以致奥氏体晶界出现了熔化和氧化现象，称过烧。过烧组织晶粒极为粗大，晶界有氧化物网络，钢的性能急剧下降，这种缺陷无法挽救，工件只能报废。

三、淬火硬度不够

硬度不够是指整个工件或较大区域内硬度达不到技术要求。其原因如下：

1欠热 造成的原因是加热温度过低或保温时间不足，工艺错误，控温系统失灵，装炉量太多使各层工件温度不均。

2过热 过共析钢因过热奥氏体溶有过量的碳和合金元素，使Ms点大为降低，以致淬火后残留大量的奥氏体而降低硬度。

3冷却却速度不够 在淬火过程中，因速度不够而发生奥氏体珠光体的转变。造成的原因有冷却介质选择不当，冷却介质温度过高或工件尺寸太大等。

四、软点

工件上硬度不足的小区域称为软点。软点往往是工件磨损或疲劳损坏的中心，重要工件上不允许存在软点。造成软点的原因：

1 原材料的缺陷 钢中存在大块铁素体或带状组织。

2 欠热 因加热温度不够或保温时间不足，使奥氏体成分不均匀，或者亚共析钢中铁素体未全部溶入奥氏体。

3 冷却不均 工件在介质中冷却移动不充分，冷却不均匀，使局部小区域发生高温转变而形成软点。

五、变形与开裂

变形与开裂是淬火中常见的一种疵病。因此最大限度地减小工件的变形和防止开裂是一个必须注意的问题。

导致淬火变形或开裂的原因是淬火过程中产生的内应力。变形和开裂不仅与淬火的工艺有关，而且还和工件的设计与选材、预先热处理、冷热加工的配合等相关，只有综合考虑这几方面的因素，采取相应的措施，才能取得良好的效果。生产中主要从以下几个方面来考虑：

1 合理的设计零件

2 正确制定预先热处理工艺

3 冷热加工配合要协调

六、回火缺陷

1 硬度不合够 回火后硬度过高一般是回火不充分所造成的。补救的办法是按正常回火规范重新回火。回火后硬度不足，主要原因是回火温度过高造成的，补救措施是重新淬火并按规范回火。

2 韧性过低 在第一类回火脆性区回火或具有第二类回火脆性敏感的钢材，回火后未进行快冷，都会使工件回火后的脆性增加。补救措施是：对第一类回火脆性区进行回火的工件，按返修规范重新淬火并避免该脆性区进行回火；对应在第二类回火脆性区回火而未快泠的工件，可采用稍高的温度进行短时的回火并快冷。

结语：

以上是钢制零件在热处理过程中，经常出现的缺陷情况，只要我们采用合理的热处理工艺，规范地操作，以上缺陷大为降低，使产品质量得到更好的提高。

参考文献：

[1]《热处理手册》中国机械工程学会热处理学会编，机械工业出版社，2008

[2]《热处理工艺学》 顾应安，机械工业出版社，2002

作者简介：桂德祥（1969.08一）江西南昌，工作单位：江西有色地质测试研究院，从事热处理工艺工作。