《金属热处理缺陷分析及案例》(完整版)ppt课件

1、金属热处置缺陷金属热处置缺陷分析及案例分析及案例兵装集团兵装集团20212021年大规模专业培训年大规模专业培训 第一部分：第一部分： 常见热处置缺陷的特征、产生缘由、常见热处置缺陷的特征、产生缘由、危害性和预防措施。危害性和预防措施。 第二部分：第二部分： 热处置质量全面控制体系。热处置质量全面控制体系。 第三部分：第三部分： 典型热处置缺陷案例分析。典型热处置缺陷案例分析。 第四部分：第四部分： 总结复习总结复习第一章、热处置缺陷概述：第一章、热处置缺陷概述： 一、含义：一、含义： 指在热处置消费过程中产生的指在热处置消费过程中产生的使零件失去运用价值或不符合技术使零件失去运用价值或不符合

2、技术条件要求的各种缺乏，以及使热处条件要求的各种缺乏，以及使热处置以后的后序工序工艺性能变坏或置以后的后序工序工艺性能变坏或降低运用性能的热处置隐患。降低运用性能的热处置隐患。二、分类：二、分类：1、按缺陷的性质分类：有裂纹、变形、剩余应力、组织不合格、性能不合格、脆性及其他如表11所示。2 2、按照危害程度分类：、按照危害程度分类：1 1、第一类热处置缺陷：、第一类热处置缺陷：最危险缺陷如裂纹，其中最最危险缺陷如裂纹，其中最主要是淬火裂纹，其次加热主要是淬火裂纹，其次加热裂纹、延迟裂纹、冷处置裂裂纹、延迟裂纹、冷处置裂纹、回火裂纹、时效裂纹、纹、回火裂纹、时效裂纹、磨削裂纹和电镀裂纹等。磨削

3、裂纹和电镀裂纹等。2、第二类热处置缺陷：、第二类热处置缺陷：3、热处置缺陷产生缘由：、热处置缺陷产生缘由： 概括为：热处置前、热处置中和热处置后。概括为：热处置前、热处置中和热处置后。 热处置前：设计不良、原资料或毛坯缺陷。热处置前：设计不良、原资料或毛坯缺陷。 热处置中：工艺不当、操作不当、设备和热处置中：工艺不当、操作不当、设备和环境条件不适宜。环境条件不适宜。 热处置后：磨削裂纹、磨削烧伤、磨削淬热处置后：磨削裂纹、磨削烧伤、磨削淬火、电火花加工裂纹、电镀或酸洗脆性；火、电火花加工裂纹、电镀或酸洗脆性；应力集中过大裂纹、温度过高裂纹或变形应力集中过大裂纹、温度过高裂纹或变形等。等。(二二

4、)、热处置缺陷分析方法：、热处置缺陷分析方法： 1 1、热处置缺陷的影响：直接影响产质量量、热处置缺陷的影响：直接影响产质量量、运用性能和平安，所以准确分析和判别非运用性能和平安，所以准确分析和判别非常重要。常重要。 2 2、分析方法：断口分析、分析方法：断口分析( (裂源位置、扩展裂源位置、扩展方向、断裂性质和方式方向、断裂性质和方式) )、化学分析、化学分析( (资料资料成分、堆积物、氧化物成分、堆积物、氧化物) )、金相分析、金相分析( (晶粒、晶粒、组织、晶界组织、晶界) )、力学性能实验、力学性能实验( (硬度、拉伸、硬度、拉伸、冲出、疲劳断裂韧度冲出、疲劳断裂韧度) )、验证实验、

5、验证实验( (原工艺原工艺和改良工艺对比和改良工艺对比) )、综合分析、综合分析( (得出缺陷产得出缺陷产生的几种主要缘由，提出改良措施生的几种主要缘由，提出改良措施) )。 ( (一一) )、产生缘由：内应力作用下发、产生缘由：内应力作用下发生，最终断裂。条件是内应力脆生，最终断裂。条件是内应力脆断强度。断强度。 ( (二二) )、断裂类别：、断裂类别： 1 1、裂纹按扩展程度：失稳可开、裂纹按扩展程度：失稳可开展裂纹、阻断裂纹不断裂。展裂纹、阻断裂纹不断裂。 2 2、断裂：脆性断裂和韧性断裂。多、断裂：脆性断裂和韧性断裂。多数为脆性断裂断口灰亮色数为脆性断裂断口灰亮色 1、淬火目的：强化钢

6、件，获得、淬火目的：强化钢件，获得M。 2、类别：纵向裂纹、横向裂纹、网状裂、类别：纵向裂纹、横向裂纹、网状裂纹和剥离裂纹，最常见的是纵向裂纹纹和剥离裂纹，最常见的是纵向裂纹轴向裂纹且常出现于完全淬透的工轴向裂纹且常出现于完全淬透的工件上。件上。 3、纵向裂纹的缘由：、纵向裂纹的缘由： 碳量添加、材质夹杂物、碳化物、碳量添加、材质夹杂物、碳化物、尺寸、外形管件内壁和淬火加热温尺寸、外形管件内壁和淬火加热温度高。度高。4、淬火裂纹缘由：、淬火裂纹缘由： A、冶金要素：、冶金要素： 1资料质量：冶金缺陷扩展成淬火裂纹。资料质量：冶金缺陷扩展成淬火裂纹。 2、化学成分：、碳量超高，倾向越大。、化学成

7、分：、碳量超高，倾向越大。、合金元素：双向作用。、合金元素：双向作用。 3、原始组织：粗大组织或魏氏组织倾向、原始组织：粗大组织或魏氏组织倾向大。球状组织倾向小。大。球状组织倾向小。 B、零件尺寸和构造：、零件尺寸和构造： 1、截面尺寸过大或过小不易淬、截面尺寸过大或过小不易淬裂。裂。 2、截面突变处：淬裂倾向大。、截面突变处：淬裂倾向大。C、工艺要素：、工艺要素： 1 1、加热：加热温度升高，淬裂倾向、加热：加热温度升高，淬裂倾向大；保温时间长，倾向大；加热炉选大；保温时间长，倾向大；加热炉选用真空或电炉。用真空或电炉。 2 2、冷却：、冷却：MsMs点以上冷却时不易淬裂，点以上冷却时不易淬

8、裂，在在MsMs点以下时易淬裂但假设缓慢冷却，点以下时易淬裂但假设缓慢冷却，也不易淬裂。也不易淬裂。 防止淬裂措施：防止淬裂措施：M M等温淬火、分级淬火、等温淬火、分级淬火、水水- -油淬火、水空气双液淬火。油淬火、水空气双液淬火。5、预防淬火裂纹的方法、预防淬火裂纹的方法C、加热参数合理：、加热参数合理： 1、介质：真空、维护气氛、电、介质：真空、维护气氛、电阻、盐浴、火焰炉淬裂倾向逐渐增大。阻、盐浴、火焰炉淬裂倾向逐渐增大。 2、加热速度：对碳素钢、低合、加热速度：对碳素钢、低合金钢和中合金钢可较快速度加热；对金钢和中合金钢可较快速度加热；对高碳高合金钢要适宜；对大、复杂的高碳高合金钢要

9、适宜；对大、复杂的高锰钢、不锈钢、高速钢和高碳合金高锰钢、不锈钢、高速钢和高碳合金钢采用限制加热速度或预热法。钢采用限制加热速度或预热法。 3 3、分级淬火：快冷至、分级淬火：快冷至MsMs点上保温点上保温后空冷。如截面大、易变形开裂的高后空冷。如截面大、易变形开裂的高碳、高速钢等，应采用碳、高速钢等，应采用2 2次或次或3 3次的逐次的逐级分级淬火。级分级淬火。 4 4、马氏体等温淬火：冷却至、马氏体等温淬火：冷却至MsMs点点下下5050100100度等温坚持。普通用油淬。度等温坚持。普通用油淬。 5 5、薄壳淬火：即表层淬火。、薄壳淬火：即表层淬火。 6 6、延续淬火：水空水空、延续淬火

10、：水空水空水冷至室温。此外还有浅冷淬火和部水冷至室温。此外还有浅冷淬火和部分淬火。分淬火。E、淬火介质适宜：、淬火介质适宜： 水：简单碳钢件或低淬透性零件。水：简单碳钢件或低淬透性零件。 盐水：冷速比水快，但开裂倾向小于盐水：冷速比水快，但开裂倾向小于水。水。 碱水：与油类似，用于淬透性较差的碱水：与油类似，用于淬透性较差的碳钢件，变形小、开裂小。碳钢件，变形小、开裂小。 油：有普通、快速、等温油。油：有普通、快速、等温油。 聚合物溶液：有聚乙烯醇聚合物溶液：有聚乙烯醇PVA和和聚二醇聚二醇PAG。 F F、其它措施：、其它措施： 及时回火。部分包扎。及时回火。部分包扎。 六、其它热处置裂纹：

11、六、其它热处置裂纹： 回火裂纹：多出现于高速钢或高合金工回火裂纹：多出现于高速钢或高合金工具钢。具钢。 冷处置裂纹：高速钢刀具、工模具冷至冷处置裂纹：高速钢刀具、工模具冷至8080度以下的淬火处置时易出现裂纹。度以下的淬火处置时易出现裂纹。 时效裂纹：高温合金多。时效裂纹：高温合金多。 磨削裂纹：出现于淬硬工具钢或经渗碳、磨削裂纹：出现于淬硬工具钢或经渗碳、碳氮共渗并淬火的零件。碳氮共渗并淬火的零件。 电镀裂纹：由于内应力引起应力腐蚀裂电镀裂纹：由于内应力引起应力腐蚀裂纹。纹。第三章热处置变形第三章热处置变形 一、产生缘由：热处置应力引起。一、产生缘由：热处置应力引起。 二、对质量影响最大：淬

12、火变形。二、对质量影响最大：淬火变形。 三、类别：尺寸变化和外形畸变。三、类别：尺寸变化和外形畸变。 四、影响要素：四、影响要素： 1、成分、成分(Mn、Cr、Si、Ni、Mo、B等等降低降低Ms点，减小淬火变形点，减小淬火变形)。 工业上运用：微变形钢含较多的工业上运用：微变形钢含较多的Si、W、V等合金元素。等合金元素。2、组织和应力形状：、组织和应力形状： 1、粒状组织变形小，片状较大，条、粒状组织变形小，片状较大，条状变形最大。组织愈均匀，变形越小。状变形最大。组织愈均匀，变形越小。 2、应力集中越严重，那么变形倾向、应力集中越严重，那么变形倾向越大。越大。 3、外形愈不对称，或冷却的

13、不均匀、外形愈不对称，或冷却的不均匀性愈大，淬火后变形也愈明显。性愈大，淬火后变形也愈明显。 4、工艺参数：不均匀加热，加热温、工艺参数：不均匀加热，加热温度组织应力小、热应力大，冷却速度组织应力小、热应力大，冷却速度越快度越快内应力越大内应力越大变形越大。变形越大。3、化学热处置：、化学热处置： 1 1、高温处置如渗碳，工件变形较大；、高温处置如渗碳，工件变形较大； 2 2、低温处置如渗氮、低温处置如渗氮, ,工件变形较小。工件变形较小。 热处置全面质量控制：对热处置零件在整个热处置过程中，对一切影响热处置的要素实施全面控制。 实行热处置全面质量控制，要改动最终检验的观念和制度，应实行预防为

14、主、预防与检验相结合的质量保证方式，把质量保证的重点转移到消费过程质量控制上，把热处置缺陷消灭在质量构成过程中，防止呵斥更大浪费，以篮球提高热处置质量，确保产品运用平安可靠和寿命。二、全面质量控制的各环节：二、全面质量控制的各环节：四、热处置后质量控制：四、热处置后质量控制：案例分析案例分析 一、根本知识点：一、根本知识点： 1、热处置缺陷直接影响产质量量、运用性能和、热处置缺陷直接影响产质量量、运用性能和平安。平安。 2、热处置缺陷中最危险的是：裂纹。有：淬、热处置缺陷中最危险的是：裂纹。有：淬火裂纹、延迟裂纹、冷处置裂纹、回火裂纹、火裂纹、延迟裂纹、冷处置裂纹、回火裂纹、时效裂纹、磨削裂纹

15、和电镀裂纹。其中消费中时效裂纹、磨削裂纹和电镀裂纹。其中消费中最常见的裂纹是纵向裂纹。最常见的裂纹是纵向裂纹。 3、热处置缺陷中最常见的是：热处置变形，、热处置缺陷中最常见的是：热处置变形，它有尺寸变化和外形畸变。它有尺寸变化和外形畸变。 4、淬火获得马氏体组织，以保证硬度和耐磨、淬火获得马氏体组织，以保证硬度和耐磨性。淬火后应进展回火，以消除剩余应力，如性。淬火后应进展回火，以消除剩余应力，如W6Mo5Cr4V2应进展一次回火。应进展一次回火。 5 5、亚共析钢淬火加热温度：、亚共析钢淬火加热温度：AC3AC330305050度；过共析钢淬火：度；过共析钢淬火：AC1AC130305050度度 。6 6、高速钢应采用调质处置即淬火、高速钢应采用调质处置即淬火+ +高温回火。高温回火。 7 7