熱處理工件常見的缺陷和預防措施
發布時間：
2022-06-17
工件在熱處理的過程中，由于工藝的措施不當或其他各種因素，會產生各種缺陷，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或其他各種因素，會產生各種缺陷，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行加熱時，如果在其降溫的過程中出現降溫速度過快的話就會很容易出現裂紋，嚴重是還會出現斷面裂開等情況，而一旦工件裂紋的話，是無法彌補的，只能夠重新加工。因此在熱處理過程中應盡量做到均勻加熱及正確加熱，選擇合適的冷卻介質和冷卻方式，并選擇正確的工件浸入淬火介質的方法和工件方向。
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，導致晶粒顯著粗化的現象。結果是使淬火后得到粗針馬氏體，引起力學性能降低，尤其是沖擊韌度降低，脆性增加，導致疲勞強度降低。對于過熱不嚴重的工件，碳素結構鋼及合金結構鋼一般應經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，破壞了晶粒間的聯系從而降低材料的塑性，嚴重時一擊就裂，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。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、采用保護氣氛加熱（如凈化后的惰性氣體、控制爐內碳勢）、火焰燃燒爐（使爐氣呈還原性）等措施。
5、增碳：一般消失模鑄鋼件容易產生增碳缺陷，也就是在經油爐加熱過的工件常常會在表面或部分表面發生增碳現象，這是由于油和空氣混合得不太好燃燒不完全所導致的，一旦工件出現增碳現象的話，就會使鍛件的機械加工性能變壞。
防止增碳可以考慮 1. 在鑄型及澆注工藝設計要能加速模料氣化，減少及錯開其分解產物產物中液相和固相接觸和反應時間，可減少或避免鋼件吸碳。2. 負壓度的控制必須與整個澆注過程速度相配合，負壓度過大易出現粘砂及其他缺陷，負壓度過小，熱解的產物不易排出，產生增碳現場。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氣體吸碳;在涂料中加入氧化劑，促使模樣分解出的碳、氫氣轉變為中性氣體，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常出現，一類是如爐內殘存銅或氧化銅屑，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、氫脆現象：高強度鋼在富氫氣氛中熱處理時出現塑性和韌性降低的現象稱為氫脆，鋼的含碳量越高，在相同的溫度和壓力條件下，氫脆的傾向越嚴重。出現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，可以阻止氫脆的產生。
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