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熱處理工件常見的缺陷和預(yù)防措施

發(fā)布時間：

2022-06-17

工件在熱處理的過程中，由于工藝的措施不當(dāng)或其他各種因素，會產(chǎn)生各種缺陷，而這些缺陷的存在直接影響著工件的性能。

　　工件在熱處理的過程中，由于工藝的措施不當(dāng)或其他各種因素，會產(chǎn)生各種缺陷，而這些缺陷的存在直接影響著工件的性能。
　　1、裂紋：熱處理裂紋主要包括淬火裂紋、回火裂紋和磨削裂紋，在對一些大尺寸的鋼件和合金坯料進(jìn)行加熱時，如果在其降溫的過程中出現(xiàn)降溫速度過快的話就會很容易出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重是還會出現(xiàn)斷面裂開等情況，而一旦工件裂紋的話，是無法彌補(bǔ)的，只能夠重新加工。因此在熱處理過程中應(yīng)盡量做到均勻加熱及正確加熱，選擇合適的冷卻介質(zhì)和冷卻方式，并選擇正確的工件浸入淬火介質(zhì)的方法和工件方向。
　　2、過熱和過燒：過熱是指由于加熱溫度過高或保溫時間過長，導(dǎo)致晶粒顯著粗化的現(xiàn)象。結(jié)果是使淬火后得到粗針馬氏體，引起力學(xué)性能降低，尤其是沖擊韌度降低，脆性增加，導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度降低。對于過熱不嚴(yán)重的工件，碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼一般應(yīng)經(jīng)過一次正火或退火后再次加熱從新淬火。對于高碳鋼和合金鋼和工具鋼，則應(yīng)通過退火，正火多次處理，然后按正確的淬火工藝重新淬火。
　　3、過燒：也就是金屬工件在加熱過程中溫度過高或者是保溫加熱的時間過長，爐內(nèi)的氧及其它氧化性氣體滲透到金屬晶粒間的空隙，并與鐵、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶體，破壞了晶粒間的聯(lián)系從而降低材料的塑性，嚴(yán)重時一擊就裂，而工件在過少之后也是無法挽救的。
　　4、氧化和脫碳：也就是說金屬工件在高溫下表層的碳被氧化，從而使工件表面的含碳量減少，而脫碳層的深度與鋼的成分、爐氣的成分、溫度和在此溫度下的保溫時間有關(guān)。如果使用氧化性氣氛加熱高碳鋼和含硅量多的鋼的話都會容易脫碳，脫碳的影響就是使得工件的強(qiáng)度和疲勞性降低。為了防止氧化和減少脫碳的措施有：工件表面涂料，用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護(hù)氣氛加熱（如凈化后的惰性氣體、控制爐內(nèi)碳勢）、火焰燃燒爐（使?fàn)t氣呈還原性）等措施。
　　5、增碳：一般消失模鑄鋼件容易產(chǎn)生增碳缺陷，也就是在經(jīng)油爐加熱過的工件常常會在表面或部分表面發(fā)生增碳現(xiàn)象，這是由于油和空氣混合得不太好燃燒不完全所導(dǎo)致的，一旦工件出現(xiàn)增碳現(xiàn)象的話，就會使鍛件的機(jī)械加工性能變壞。
　　防止增碳可以考慮 1. 在鑄型及澆注工藝設(shè)計要能加速模料氣化，減少及錯開其分解產(chǎn)物產(chǎn)物中液相和固相接觸和反應(yīng)時間，可減少或避免鋼件吸碳。2. 負(fù)壓度的控制必須與整個澆注過程速度相配合，負(fù)壓度過大易出現(xiàn)粘砂及其他缺陷，負(fù)壓度過小，熱解的產(chǎn)物不易排出，產(chǎn)生增碳現(xiàn)場。3. 在涂料中加入某些抗增碳催化劑如堿金屬鹽、石灰石粉，澆注后涂料能分解足夠量的二氧化碳?xì)怏w吸碳;在涂料中加入氧化劑，促使模樣分解出的碳、氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)橹行詺怏w，阻止分解出的碳減少或滲入鑄鋼件。
　　6、銅脆：銅脆一般在鍛件加熱時經(jīng)常出現(xiàn)，一類是如爐內(nèi)殘存銅或氧化銅屑，在高溫下鋼滲入奧氏體晶界，另一類是高銅鋼高溫鍛造過程中銅富集在晶界，形成銅脆，銅脆削弱了晶粒間的連接，在鍛件表面上呈龜裂狀。
　　7、氫脆現(xiàn)象：高強(qiáng)度鋼在富氫氣氛中熱處理時出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆，鋼的含碳量越高，在相同的溫度和壓力條件下，氫脆的傾向越嚴(yán)重。出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理（如回火、時效等）也能消除氫脆，采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆，或者在鋼中添有鉻、鈦、釩等元素，可以阻止氫脆的產(chǎn)生。