13.3 退火和正火缺陷与控制

第十三章热处理缺陷与控制退火和正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、黑脆（石墨化）退火和正火缺陷与控制

碳素/低合金工具钢在退火后，如果硬度很低但脆性很大，一折即断，断口呈灰黑色，这种缺陷叫“黑脆”、“黑斑”或“墨脆”。其金相组织特点是在石墨碳周围存在大块铁素体。产生原因：主要是由于退火加热温度过高，冷却缓慢，在石墨化温度范围长时间停留，珠光体转变按更稳定的Fe-G平衡相图进行，导致部分渗碳体转变成石墨。一、黑脆（石墨化）退火和正火缺陷与控制危害：石墨本身强度、塑性极低，对基体有割裂作用，因此对工件的强度、塑性危害很大。若对出现黑脆的刀具进行淬火，易出现软点，导致崩刃及早期磨损。影响因素：钢中碳含量过高，锰含量过低，含有促进石墨化的元素（如硅、铝）等，均会促进石墨化，黑脆↑发现黑脆的工件只能报废，不能返修。二、魏氏组织亚共析钢过共析钢（针状先共析铁素体）（针状先共析渗碳体）

魏氏组织是一种沿母相特定晶面析出的针状组织，由奥地利矿物学家A.J.Widmanstatten于1808年在铁-镍陨石中发现的，因此魏氏组织可用W表示。退火和正火缺陷与控制二、魏氏组织a）奥氏体晶粒度为0-1级的粗晶粒b）奥氏体晶粒度为7-8级的细晶粒先共析铁素体（渗碳体）的形态与转变温度及碳含量的关系

某些特定成分的钢种在奥氏体晶粒过于粗大、一定冷却速度下才会生成魏氏组织。退火和正火缺陷与控制二、魏氏组织补救方法：可用稍高于Ac3温度完全退火或正火来消除。

魏氏组织严重的工件，采用双重正火工艺（第一次正火温度较高，第二次正火温度较低）来补救。危害：降低钢的强度，尤其是塑性和冲击韧性。产生原因：退火或正火钢中出现粗大魏氏组织主要是由于加热温度过高所造成的。退火和正火缺陷与控制三、反常组织亚共析钢中，在先共析铁素体晶界上出现粗大的渗碳体，珠光体片间距也很大。退火和正火缺陷与控制

ωC=0.5%，加热温度为850℃ωC=1.2%，加热温度为970℃过共析钢中，在先共析渗碳体周围出现很宽的铁素体条，且先共析渗碳体网也很宽。三、反常组织上述组织和正常组织相反，被称为反常组织。产生原因：当亚共析钢或过共析钢退火时，在Ar1温度点附近冷却过慢，或在略低于Ar1温度（例如低10℃）下长时间停留，会产生反常组织。危害：反常组织将造成淬火软点。补救方法：重新进行退火。退火和正火缺陷与控制四、网状组织网状组织主要是指网状铁素体（亚共析钢）或网状渗碳体（过共析钢）。退火和正火缺陷与控制82B热轧盘条表面产生的网状渗碳体四、网状组织产生原因：由于加热温度过高、冷却速度过慢所引起的。危害：会降低钢的力学性能，尤其是网状渗碳体，而且在后续淬火加热时很难消除，因此必须严格控制。补救方法：网状组织一般采取先正火，然后再按正确工艺重新退火的方法消除。退火和正火缺陷与控制五、球化不良正常球化组织：退火和正火缺陷与控制奥氏体化不完全，提高退火温度或延长退火时间五、球化不良黑乎乎比较细的珠光体（还是正火态）欠退火组织：T12球化退火退火和正火缺陷与控制大量细片状珠光体，只出现少量细小碳化物五、球化不良严重欠退火组织：T12球化退火提高退火温度退火和正火缺陷与控制比较粗大的片状珠光体，这应该不是原始组织，因为原始正火态应该比较细小，应该是奥氏体缓慢冷却过程形成的，说明球化温度过高了五、球化不良T12球化退火退火和正火缺陷与控制危害：球化不完全的工件硬度偏高；

在后续淬火加热时，其片状珠光体易溶入奥氏体，使奥氏体碳含量提高，导致淬火后残余奥氏体量增多，淬火开裂倾向增大。补救方法：

正火和一次球化退火，也可重新进行球化退火。五、球化不良退火和正火缺陷与控制六、硬度过高退火和正火缺陷与控制退火后硬度过高常出现在碳含量高于0.45%的中、高碳钢锻件中。产生原因：（1）如果退火时的加热温度过高，冷却速度较快，特别是对合金元素含量较高、过冷奥氏体稳定的钢，就会出现珠光体组织偏多、偏细，甚至出现索氏体、马氏体等组织，