在生產中, 有時會出現淬火后硬度不足情況, 這是熱處理淬火過程中常見的缺陷。”硬度不足”有兩種表現, 一種表現為整個工件硬度值低, 另一種表現為局部硬度不夠或出現軟點。當出現硬度不足的現象時, 要用硬度試驗或金相分析等方法分析是哪種”硬度不足”, 然后從原材料、加熱工藝、冷卻介質、冷卻方法以及回火溫度等方面找原因, 從而找出解決辦法。

加熱工藝方面

1、淬火加熱溫度低, 保溫時間不足

如亞共析鋼, 當加熱溫度在 Ac3與 Ac1之間(例如 25#鋼淬火加熱溫度低于 860e) 時, 因鐵素體未溶入奧氏體, 淬火后不能得到均勻一致的馬氏體, 得到的是鐵素體和馬氏體, 影響工件硬度。從金相分析可見未溶鐵素體 (如圖 3所示 )。對于高碳鋼, 特別是高合金鋼, 如果加熱或保溫時間不足會造成珠光體不能向奧氏體轉變, 而得不到馬氏體。在實際生產中, 上述情況常常是由于儀表指示出現偏差 (指示溫度偏高 )或爐溫不均勻, 使工件實際溫度偏低; 對工件厚度估計錯誤, 引起保溫時間過短。

解決辦法:控制好加熱速度, 避免加熱速度過快, 造成爐溫不均勻, 同時會造成過早保溫計時, 使保溫時間不足;經常檢查溫度指示儀表是否完好準確, 避免出現指示儀表顯示到達溫度, 而實際溫度不足的現象; 嚴格按材料手冊確定淬火加熱速度、加熱溫度, 防止淬火溫度偏低或偏高; 正確估算材料厚度, 特別是異形件。

2、淬火加熱溫度過高, 保溫時間過長

對于工具鋼 (例如 T8鋼 ), 當其淬火加熱溫度在780e 時得到的是奧氏體和碳化物( Fe3C ), 此時奧氏體溶碳量稍高于 0. 77%, 冷卻后奧氏體轉變為馬氏體。如果加熱溫度過高或保溫時間過長, 會造成碳化物 ( Fe3C )中的碳大量溶入奧氏體, 造成奧氏體溶碳量偏高, 同時大大增加其穩定性, 使奧氏體向馬氏體 ( AyM ) 轉變, 溫度開始下降, 因而淬火后工件中保留了大量的殘余奧氏體 (Ac), 得到的組織為 M +Ac, 由于殘余奧氏體具有奧氏體性能, 即硬度低, 因此造成淬火后硬度下降。加熱溫度及回火溫度對殘余奧氏體含量的影響 )。

解決辦法: 嚴格控制淬火加熱溫度及保溫時間, 防止過多的碳溶入奧氏體 ( A), 控制加熱溫度更為重要; 降低淬火冷卻速度, 或采用分級淬火, 使過冷奧氏體充分向馬氏體轉變; 采用冷處理, 使殘余奧氏體向馬氏體轉變; 采用高溫回火, 減少殘余奧氏體, 硬度反而會增加。

3、淬火加熱時, 工件表面脫碳

45#鋼淬火后, 通過金相分析, 其表面為鐵素體和低碳馬氏體, 而磨除表面脫碳層后, 硬度符合要求, 這種情況經常出現在箱式爐中未加保護或保護不良, 或在脫氧不良的鹽浴中加熱, 造成氧與工件中的碳原子反應生成 CO, 使工件表面含碳量下降, 至使其表面硬度不足。

解決辦法: 采用有保護氣氛的無氧化加熱爐,如用酒精、甲醇裂解的保護氣氛等方法; 采用真空加熱淬火; 對于一般箱式爐可應用生鐵屑或木炭裝箱密封; 工件表面涂防氧化涂料; 爐內放木炭; 工件涂硼酸、酒精溶液后再加熱。