1.硬度不合格
金屬材料的硬度與其靜拉伸強度和疲勞強度存在一定的經(jīng)驗關(guān)系,并與金屬的冷成形性、切削加工性和焊接性能等加工工藝性能存在某種程度的關(guān)系;硬度試驗不損壞工件,測試簡單,數(shù)據(jù)直觀,故而被廣泛用作熱處理工件的最重要的質(zhì)量檢驗指標,不少工件還是其唯一的技術(shù)要求。
硬度不合格是最常見的熱處理缺陷之一。主要表現(xiàn)為硬度不足、淬火冷卻速度不夠、表面脫碳、鋼材淬透性不夠、淬火后殘余奧氏體過多、回火不足等因素造成的。淬火工件在局部區(qū)域出現(xiàn)硬度偏低的現(xiàn)象叫做軟點。
軟點區(qū)域的圍觀組織多為馬氏體和沿原奧氏體晶界分布的托氏體混合組織。軟點或硬度不均勻通常是由于淬火加熱不均勻或淬火冷卻不均勻所引起。加熱時爐溫不均勻,加熱溫度或保溫時間不足是造成加熱不均勻的主要原因。
冷卻不均勻主要由于淬火冷時工件表面附著著淬火介質(zhì)的氣泡、淬火介質(zhì)被污染(例如水中有油懸浮珠)或淬火介質(zhì)攪動不充分所造成的。此外,鋼材組織過于粗大,存在嚴重偏析,大塊碳化物或大塊自由鐵素體也會造成淬火不均勻形成軟點。
1.1軟點
淬火加熱的目的是使工件在淬火過程中完成組織轉(zhuǎn)變。為此,必須加熱到適當溫度并有足夠保溫時間。加熱溫度偏低和保溫時間不足使得原珠光體組織未能完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體和轉(zhuǎn)變的奧氏體成分不均勻,淬火后得不到完全馬氏體組織,結(jié)果使工件淬火后形成軟點。
淬火介質(zhì)攪拌不充分,工件在淬火介質(zhì)中移動不夠或者工件進入介質(zhì)方向不對時,往往延遲了工件表面某些部位的蒸汽膜破裂,導(dǎo)致該處冷卻速度降低,從而出現(xiàn)高溫分解產(chǎn)物,形成軟點或局部硬度下降。水蒸氣膜比鹽水穩(wěn)定,因此軟點更易在水淬的工件上形成。水和水溶液的溫度越高越容易產(chǎn)生軟點。
淬透性較差的碳鋼,工件截面較大時容易出現(xiàn)軟點。工件表面不清潔,如有鐵銹、碳黑等,也會造成淬火后出現(xiàn)硬度偏低的現(xiàn)象。
1.2硬度不足
加熱不足往往會導(dǎo)致淬火件硬度不足。但冷卻不當卻是工件硬度不足的常見原因。工件出爐后至淬火前預(yù)冷時間過長,冷卻介質(zhì)選擇不當或冷卻介質(zhì)溫度控制偏高,導(dǎo)致冷卻能力不夠,工件表面有氧化皮或附著鹽液,淬火后工件從淬火介質(zhì)中提出時溫度過高,均可能導(dǎo)致過冷奧氏體在C曲線的珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域發(fā)生分解,形成索氏體和托氏體等非馬氏體組織使工件硬度不足。