13.4 淬火缺陷与控制

第十三章热处理缺陷与控制淬火缺陷与控制热处理原理与工艺热处理缺陷与控制◆热处理缺陷的分类◆加热过程中产生的缺陷与控制◆退火和正火缺陷与控制◆淬火缺陷与控制◆回火过程中产生的缺陷与控制◆其他热处理过程中产生的缺陷与控制一、淬火应力、变形及开裂淬火缺陷与控制淬火应力：钢在热处理时，由于急冷、急热或工件各部位温度不同生成不同组织或产生比容差异，而导致的内应力。热应力：由于加热或冷却不均匀而导致各部分热胀或冷缩不一致引起的应力。相变应力：由于相变组织的差异或相变的不同时性引起的应力。

当淬火应力超过材料的屈服强度时，工件将产生不同程度的变形。当淬火应力超过材料的抗拉强度时，工件就会产生裂纹，甚至完全断裂。

但若在淬火工件表面形成残余压应力，却能有效提高其力学性能，特别是疲劳强度，从而提高工件的使用寿命。尽可能降低热处理应力：①选用淬透性好的钢。②设计零件时，尽量避免应力集中。③工艺上：一次或多次预热；

降低淬火温度；

预冷淬火；

分级淬火；

等温淬火等。一、淬火应力、变形及开裂淬火缺陷与控制一、淬火应力、变形及开裂淬火缺陷与控制淬火应力的消除：

（1）热处理法

回火是最常用的方法。但回火会引起材料的组织变化、硬度下降和其他力学性能的变化。（2）机械作用法

静态应力处理法、冲击应力处理法、振动处理法等。它一般不改变材料的微观组织和力学性能，但不可能使残余应力完全消除。1）工件设计合理、选材正确；2）合理选用预备热处理工艺，为淬火前作好组织准备；3）控制淬火加热温度和保温时间，防止晶粒粗大；4）采用适当的淬火冷却方法；5）淬火后及时回火。淬火缺陷与控制一、淬火应力、变形及开裂淬火变形及开裂的解决措施：一、淬火应力、变形及开裂淬火缺陷与控制淬火变形的校正：（1）热处理校正法

加热急冷收缩处理法

钢的淬火胀大变形（2）机械校正法

冷压校正加压回火校正热点校正锤击校正二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制1.硬度不足

一般是指工件在较大区域内的硬度达不到技术要求。原因：（1）加热工艺不当，如加热温度过低，保温时间不足等。（2）冷却不当，如淬火后工件从淬火介质中取出时温度过高等。（3）操作不当，如预冷淬火时预冷时间过长，双液淬火时出水过早或入油前空气中停留时间过长等。（4）残余奥氏体量过多，如过共析钢、合金钢的淬火加热温度过高等。（5）表面脱碳。（6）淬透性差。二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制1.硬度不足

对策：出现硬度不足时，应分析其原因，采取相应的措施：（1）加热时表面脱碳导致硬度不足的，应采用保护气氛加热。（2）对于因加热温度过高或过低引起的硬度不足，可以再重新淬火（返修）。但重淬前应对工件进行一次退火、正火或高温回火以消除淬火应力，防止重淬时产生更大的淬火变形甚至开裂。二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制2.硬度不均匀即工件淬火后有软点。软点是指淬火工件在局部区域出现硬度偏低的现象。原因：（1）加热不均匀，如炉温不均匀、加热温度偏低或保温时间不足等。（2）冷却不均匀。（3）淬火前原始组织不均匀。（4）淬透性差。（5）工件表面不清洁。T12A钢加热不足的显微组织1-细针马氏体2-托氏体3-珠光体（6）工件表面局部脱碳或者渗碳件表面碳浓度不均匀。二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制2.硬度不均匀对策：（1）淬火前采用机械加工去掉脱碳层，按要求部位涂覆防渗涂料；（2）保持淬火冷却介质的清洁或更换淬冷烈度高的淬火冷却介质；（3）工件装炉要合理，分散冷却；（4）对于工件表面有氧化皮及污垢、淬火介质中有杂质以及冷却介质的搅动不够而产生的软点，可以进行一次回火，重新淬火补救；（5）对尚未成型加工的工件，为了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的锻打来改变其分布及形态；（6）对粗大组织可再进行一次退火或正火，使组织细化及均匀化。二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制3.组织缺陷根据服役条件，有些工件除要求一定硬度外，还要求金相组织达到一定的标准级别。原因及对策：

（1）马氏体组织粗大。

对因为淬火前热加工所残留的过热组织遗传造成的马氏体粗大，需要在淬火前采用退火等办法消除过热组织，然后按正确的淬火工艺淬火。（2）游离铁素体过多。

对于亚共析钢，加热不足或淬火冷却速度不够，均会造成游离铁素体过多。二、淬火过程中产生的其他缺陷淬火缺陷与控制3.组织缺陷原因及对策：（3）网状组织。

碳素/合金工具钢因原始组织不理想（如淬火前网状碳化物未除掉），或因淬火加热、冷却不当（如冷速慢