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金屬熱處理中的加熱缺陷及控制

金屬熱處理中的加熱缺陷及控制

一、過(guò)熱現象

我們知道熱處理過(guò)程中加熱過(guò)熱最易導致奧氏體晶粒的粗大,使零件的機械性能下降。

1.一般過(guò)熱

加熱溫度過(guò)高或在高溫下保溫時(shí)間過(guò)長(cháng),引起奧氏體晶粒粗化稱(chēng)為過(guò)熱。粗大的奧氏體晶粒會(huì )導致鋼的強韌性降低,脆性轉變溫度升高,增加淬火時(shí)的變形開(kāi)裂傾向。而導致過(guò)熱的原因是爐溫儀表失控或混料(常為不懂工藝發(fā)生的)。過(guò)熱組織可經(jīng)退火、正火或多次高溫回火后,在正常情況下重新奧氏化使晶粒細化。

2.斷口遺傳

有過(guò)熱組織的鋼材,重新加熱淬火后,雖能使奧氏體晶粒細化,但有時(shí)仍出現粗大顆粒狀斷口。產(chǎn)生斷口遺傳的理論爭議較多,一般認為曾因加熱溫度過(guò)高而使MnS之類(lèi)的雜物溶入奧氏體并富集于晶界面,而冷卻時(shí)這些夾雜物又會(huì )沿晶界面析出,受沖擊時(shí)易沿粗大奧氏體晶界斷裂。

3.粗大組織的遺傳

有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時(shí),以慢速加熱到常規的淬火溫度,甚至再低一些,其奧氏體晶粒仍然是粗大的,這種現象稱(chēng)為組織遺傳性。要消除粗大組織的遺傳性,可采用中間退火或多次高溫回火處理。

二、過(guò)燒現象

加熱溫度過(guò)高,不僅引起奧氏體晶粒粗大,而且晶界局部出現氧化或熔化,導致晶界弱化,稱(chēng)為過(guò)燒。鋼過(guò)燒后性能?chē)乐貝夯,淬火時(shí)形成龜裂。過(guò)燒組織無(wú)法恢復,只能報廢。因此在工作中要避免過(guò)燒的發(fā)生。

三、脫碳和氧化

鋼在加熱時(shí),表層的碳與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應,降低了表層碳濃度稱(chēng)為脫碳,脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強度及耐磨性降低,而且表面形成殘余拉應力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。

加熱時(shí),鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應生成氧化物膜的現象稱(chēng)為氧化。高溫(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化,具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現淬火軟點(diǎn)。

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)

四、氫脆現象

高強度鋼在富氫氣氛中加熱時(shí)出現塑性和韌性降低的現象稱(chēng)為氫脆。出現氫脆的工件通過(guò)除氫處理(如回火、時(shí)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。

當然,實(shí)際工作中有人利用此現象來(lái)為人服務(wù)(如合金的粉碎處理等)。

 


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