常见热处理问题
退火过程中易出现的问题

退火过程中易出现的问题
退火过程是一种常用的热处理方法,用于改善材料的力学性能和微观结构。
然而,在退火过程中,可能会遇到以下几个常见问题:
1. 晶粒长大不均匀:退火过程中,晶粒会发生再结晶和长大的过程,但有时晶
粒的长大不均匀,导致材料性能的不稳定性。
这可能是由于材料中的应力不均匀或退火温度过高造成的。
为解决这个问题,可以采取减小应力差异或降低退火温度的措施。
2. 结构过度软化:退火过程中,材料的晶格结构会发生调整,从而使其变得更
加柔软。
然而,如果退火时间过长或退火温度过高,结构可能会过度软化,导致材料强度过低。
要避免这种问题,可以通过控制退火时间和温度来调整结构软化的程度。
3. 晶界腐蚀:退火过程中,晶界区域是材料中最容易受到腐蚀和氧化的部分。
晶界腐蚀会导致晶界区域的性能下降,影响材料的整体性能。
为防止晶界腐蚀,可以采取气氛调节、封闭式退火或在退火过程中添加抗氧化剂等方法。
4. 尺寸变化:退火过程中,材料的尺寸可能会发生变化,尤其是在高温条件下。
这可能会导致工件尺寸不符合要求,给生产造成困扰。
为避免尺寸变化问题,可以在设计工艺时预留适当的收缩量,或在退火过程中采取适当的渐变冷却方法。
退火过程是一项复杂的工艺,需要考虑到多个因素的影响。
通过合理的操作和
控制,可以解决退火过程中出现的问题,确保材料获得良好的力学性能和结构特征。
弹簧热处理常见的问题及预防

弹簧热处理常见的问题及预防热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
而在弹簧的热处理过程中会出现这样那样的问题,那么我们该如何预防那些问题的出现呢?弹簧热处理常见问题一:开裂和变形弹簧淬火后的开裂和变形是热应力和组织应力共同作用的综合结果。
热应力是弹簧在淬火加热和冷却的过程中材料表面和内部存在温差造成热胀冷缩不一致造成的。
组织应力是由于奥氏体和其转变产物的比容不同以及弹簧的表里各部分之间的组织转变时间不同造成的内应力。
热应力的特点是弹簧表面受到压应力,内部受到拉应力。
组织应力的特点是弹簧表面受限时发生永久变形,如果超过强度极限,弹簧机会开裂。
一般说,大多数弹簧的线径都比较细,热应力相对比较小,占主要的组织应力,尤其有些弹簧在水淬以后组织应力很大,如控制不当容易造成开裂。
预防淬火裂纹,从热处理方面应该减少内应力着手,在淬火的过程中注意一下几点:(1)过热倾向较大的弹簧材料如65Mn,Si-Mn系弹簧钢,加热温度不宜取的太高,以免过热。
(2)在保证淬透的情况下,尽量使用冷却性能温和的介质。
对线径较粗,油淬不能淬透,要改用水淬的弹簧,加热温度可以适当降低20-40℃,水冷到250℃左右即可出水空冷,以减少组织应力。
(3)淬火后的弹簧要及时回火,水淬的弹簧最好能立即回火,油淬弹簧一般也应在8h内回火完毕,一时来不及回火的弹簧应先进行一次低温消除应力回火。
弹簧和其他刚性零件不同,柔度大,加热时容易变形,为减少变形,可使用淬火压床进行定型淬火,在回火时则可采用定型夹具,套芯棒、管子或对弹簧间距加入楔子等办法把变形矫正后回火。
弹簧热处理常见问题二:过热和过烧淬火加热温度过高或在高温下停留的时间过长,都会使奥氏体晶粒粗大,淬火后得到粗针状的马氏体组织,甚至出现魏氏组织,弹簧过热后脆性上升,疲劳性能下降,容易形成淬火裂纹,或弹簧早期失效。
弹簧过热后可以通过细化晶粒的退火予以补救。
球墨铸铁的热处理分析及解决方法

球墨铸铁的热处理分析及解决方法球墨铸铁是一种重要的工程材料,具有优良的力学性能和耐磨性。
然而,在使用过程中,由于各种原因,球墨铸铁可能会出现一些问题,如变形、裂纹、硬度不均匀等。
这时,可以通过热处理来解决这些问题。
本文将分析球墨铸铁的热处理问题,并提出解决方法。
首先,球墨铸铁的热处理常见问题之一是变形。
球墨铸铁的热处理时,由于不均匀加热或急冷等原因,容易出现变形现象。
解决这一问题的主要方法是控制加热温度和冷却速度。
在加热过程中,应采用均匀加热的方法,避免局部过热;在冷却过程中,应选择适当的冷却介质和冷却速度,避免温度梯度过大。
其次,球墨铸铁的热处理中可能出现的问题是裂纹。
裂纹通常是由于内应力过大引起的。
解决裂纹问题的方法包括适当的预热和退火处理。
预热可以减轻内应力,提高热处理的成功率;而退火处理可以缓解内应力,提高零件的延展性,减少裂纹的产生。
此外,球墨铸铁的热处理中还可能出现硬度不均匀的问题。
球墨铸铁的硬度主要由铁素体和珠光体的比例决定。
如果硬度不均匀,一般是由于珠光体的形貌和分布不均匀引起的。
解决硬度不均匀的方法包括适当的退火处理和控制热处理过程中的冷却速度。
退火处理可以使珠光体更均匀地分布在铸件中,提高硬度的均匀性;而控制冷却速度可以使珠光体形成更细小的球状,进一步提高硬度的均匀性。
此外,还有一些其他常见的球墨铸铁热处理问题,如氧化、贝氏体转变等。
解决这些问题的具体方法需要根据具体情况来定。
例如,对于氧化问题,可以选择合适的炉气调节和瓦斯清洁方法,避免在加热过程中产生氧化;对于贝氏体转变问题,可以通过控制退火温度和保温时间来解决。
综上所述,球墨铸铁的热处理的主要问题包括变形、裂纹、硬度不均匀等。
解决这些问题的方法包括控制加热温度和冷却速度,适当的预热和退火处理,控制热处理过程中的冷却速度等。
同时,对于其他常见的问题如氧化、贝氏体转变等,也需要根据具体情况选择合适的解决方法。
通过科学的热处理方法,可以提高球墨铸铁的性能和质量,延长其使用寿命。
充填树脂及热处理时易出现的问题

充填树脂及热处理时易出现的问题1. 引言充填树脂是一种在工业生产中广泛应用的材料,它具有很强的耐磨损、耐化学腐蚀和耐高温的特性,因此被广泛用于机械设备、汽车零部件、航空航天等领域。
然而,在使用充填树脂进行热处理时,常常会遇到一些问题。
本文将从深度和广度的角度出发,对充填树脂及在热处理过程中可能出现的问题进行全面评估,并提出解决方案和个人观点。
2. 充填树脂的特性充填树脂具有的高耐磨损、耐化学腐蚀和耐高温特性使其成为一种理想的工程材料。
当充填树脂在热处理过程中遇热时,会产生变化,从而带来一些问题。
在热处理过程中,可能会出现树脂变形、失去原有特性、收缩等情况,影响了其使用效果。
3. 热处理过程中可能出现的问题3.1 树脂变形在热处理过程中,由于充填树脂的热膨胀系数不同,会导致树脂材料的变形。
这种变形可能会影响其在机械设备、汽车零部件等领域的应用效果。
3.2 失去原有特性充填树脂在热处理过程中,可能会失去原有的耐磨损、耐化学腐蚀和耐高温特性。
这将直接影响其在实际工程中的使用效果,导致材料不能满足设计要求。
3.3 收缩受热处理影响,充填树脂可能会产生收缩现象,这不仅影响了材料的尺寸精度,也会影响其力学性能和耐久性能。
4. 解决方案要解决充填树脂在热处理过程中可能出现的问题,可以采取以下措施:4.1 选择合适的充填树脂在进行热处理前,应根据实际需要选择合适的充填树脂材料。
比如在高温场合,应选择耐高温的树脂材料,以减少热处理过程中可能出现的问题。
4.2 控制热处理温度和时间在热处理过程中,应合理控制温度和时间,以避免充填树脂因受热膨胀而导致的变形和失去原有特性等问题。
4.3 使用辅助材料在热处理过程中,可以使用一些辅助材料来减少充填树脂的收缩,并保持其尺寸稳定,提高材料的力学性能和耐久性能。
5. 个人观点和总结充填树脂在工业生产中有着广泛的应用,但在热处理过程中可能会出现一些问题。
为了克服这些问题,我认为需要选择合适的充填树脂材料,合理控制热处理温度和时间,以及使用辅助材料等措施。
热处理安全隐患及应对措施

热处理安全隐患及应对措施热处理加工中的不安全因素主要包括以下几个方面:1.热处理设备的安全性:热处理设备的安全性是热处理加工中的重要问题。
设备的设计、制造、安装和使用过程中都可能存在安全隐患。
例如,加热炉、冷却设备、热处理生产线等可能出现故障,如电源中断、设备失灵等问题,导致设备不能正常运行。
此外,设备的维护和保养也是保证设备安全性的重要环节,设备的老化、磨损和腐蚀等问题也可能导致设备的安全性受到影响。
2.热处理加工过程的安全性:热处理加工过程的安全性也是热处理加工中的重要问题。
热处理过程中可能产生高温、高压、腐蚀等危险因素,如果操作不当或防护措施不到位,可能会导致安全事故的发生。
例如,加热炉内的气体成分、温度和压力等参数的控制不当,可能会导致炉内爆炸或燃烧等事故。
此外,热处理过程中的化学反应和物理变化也可能导致安全事故的发生。
3.人员安全:热处理加工中的人员安全也是需要注意的问题。
操作人员需要具备相应的技能和知识,并严格按照操作规程进行操作。
如果操作人员技能不足或操作不当,可能会引发安全事故。
此外,操作人员也需要了解并遵守相关的劳动安全规定,例如穿戴防护服、使用安全工具等。
4.环境污染:热处理加工过程中可能会产生废气、废水和固体废弃物等污染物,如果处理不当可能会对环境和人类健康造成危害。
例如,废气中的有害物质可能会对大气造成污染,废水中的有害物质可能会对水源造成污染,而固体废弃物则可能会对土壤和地下水造成污染。
因此,需要对废弃物进行合理的处理和处置,以减少对环境和人类健康的危害。
总之,热处理加工中的不安全因素主要包括设备安全性、过程安全性、人员安全性和环境污染等方面。
为了减少这些不安全因素的发生,需要采取相应的预防措施和管理措施,如加强设备维护和保养、严格控制工艺参数、提高操作人员的技能和知识、加强废弃物处理和环境管理等。
热处理工业炉存在的问题

热处理工业炉存在的问题
热处理工业炉在运行过程中可能存在以下问题。
1.温度控制不准确:热处理工业炉需要对温度进行精确控制,以保证工件的热处理效果。
然而,在实际操作过程中,温度控制可能受到许多因素的影响,如炉内气氛、加热速度、设备老化等,导致温度控制不准确。
2.炉内气氛不良:热处理工业炉在进行热处理过程中,需要保持炉内气氛的稳定性。
然而,炉内气氛可能受到各种因素的影响,如燃料燃烧不完全、炉内氧气含量过高、炉内气氛调节不当等,导致炉内气氛不良,从而影响工件的热处理质量。
3.设备老化:热处理工业炉经过长时间的使用,设备可能出现老化现象,如炉膛磨损、加热元件损坏、温度传感器失灵等。
这些老化现象可能导致炉子性能下降,影响热处理的质量和效率。
4.能源利用率低:热处理工业炉的能源利用率直接影响到生产成本和环境保护。
然而,部分热处理炉在设计和操作过程中可能存在能源利用率低的问题,如燃料燃烧不充分、热量损失较大等。
5.自动化程度不高:随着工业生产自动化程度的提高,对热处理工业炉的自动化要求也越来越高。
然而,部分热处
理炉在自动化方面可能存在不足,如控制系统不完善、自动化设备故障频发等,导致生产效率低下。
6.安全隐患:热处理工业炉在高温、高压、有毒等环境下运行,存在一定的安全隐患。
如设备老化、安全防护措施不到位、操作不规范等,可能导致事故发生。
为了解决上述问题,需要对热处理工业炉进行定期维护和检查,提高设备的自动化程度,加强操作人员的安全培训,改进炉内气氛调节技术,提高能源利用率,以确保热处理工业炉的正常运行和热处理质量。
热处理常见介质及问题处理

工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质(或淬火介质)。
理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体,又不致引起太大的淬火应力。
这就要求在C曲线的“鼻子”以上温度缓冷,以减小急冷所产生的热应力;在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度,以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变;在“鼻子”下方,特别使Ms点一下温度时,冷却速度应尽量小,以减小组织转变的应力。
常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。
● 水水是冷却能力较强的淬火介质。
来源广、价格低、成分稳定不易变质。
缺点是在C曲线的“鼻子”区(500~600℃左右),水处于蒸汽膜阶段,冷却不够快,会形成“软点”;而在马氏体转变温度区(300~100℃),水处于沸腾阶段,冷却太快,易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力,致使工件变形甚至开裂。
当水温升高,水中含有较多气体或水中混入不溶杂质(如油、肥皂、泥浆等),均会显著降低其冷却能力。
因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。
● 盐水和碱水在水中加入适量的食盐和碱,使高温工件浸入该冷却介质后,在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂,将蒸汽膜破坏,工件表面的氧化皮也被炸碎,这样可以提高介质在高温区的冷却能力。
其缺点是介质的腐蚀性大。
一般情况下,盐水的浓度为10%,苛性钠水溶液的浓度为10%~15%。
可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质,使用温度不应超过60℃,淬火后应及时清洗并进行防锈处理。
● 油冷却介质一般采用矿物质油(矿物油)。
如机油、变压器油和柴油等。
机油一般采用10号、20号、30号机油,油的号越大,黏度越大,闪点越高,冷却能力越低,使用温度相应提高。
目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三种。
高速淬火油是在高温区冷却速度得到提高的淬火油。
获得高速淬火油的基本途径有两种,一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油,以适当的配比相互混合,通过提高特性温度来提高高温区冷却能力;另一种是在普通淬火油中加入添加剂,在油中形成粉灰状浮游物。
分析热处理中常见问题及解决途径

分析热处理中常见问题及解决途径发布时间:2022-03-20T01:12:37.526Z 来源:《科学与技术》2021年第30期作者:张伟[导读] 金属热处理工作,历来就是一项重点工作内容。
张伟中核工程咨询有限公司摘要:金属热处理工作,历来就是一项重点工作内容。
为保证现代化技术在金属热处理过程中发挥出作用,需要加大支持力度。
为更好地推进金属热处理工作,我国已开始了金属热处理模式创新,并取得了一定成效。
这一技术更新,主要是针对智能控温技术的应用而进行的。
这一改革对金属热处理产生了不小的影响。
当然,大部分都是一些积极影响。
同时,也存在一些潜在的不利因素。
下面,将就大数据时代下金属热处理模式创新面临的问题作一简要分析,旨在帮助大家了解金属热处理模式创新的成果,更好地把创新贯彻下去。
关键词:常见问题;金属;热处理前言:金属热处理工作极为重要,无论是哪个层次的科研单位,所承担的任务都是重点任务。
金属热处理工作的水平决定了该单位的科研体系能否发挥出作用。
实际上,金属热处理工作不仅要求研究员拥有过硬的专业知识和严格的职业道德,还要有大量的仪器作为辅助。
如果金属热处理不够现代化,那么当然很难提高相关人员的业务素质,也很难推动科研工作的发展。
本文对金属热处理的相关问题作了简要介绍,希望对大家有所帮助。
1金属热处理常见的问题1.1控温系统不够健全在智能化时代,金属热处理的控温系统就是财富。
因此,建立一个有效的金属热处理机制来收集相关数据非常关键。
这个机制不仅仅关系着现代测量体系的基本情况,还关系着其他科研工作的开展情况。
控温系统是保证金属热处理顺利进行的重要保障。
如果控温系统存在漏洞,热处理体系很有可能就无法顺利的发挥作用。
当今社会,对热处理率和准确度要求越来越高。
目前,各类金属热处理手段显然还达不到这个要求。
很多时候,我们的控温工作还处于非常落后的阶段,根本没有采取有效的措施来调配各种资源进行金属热处理,因此,我们的金属冶炼自然很难做好,这非常不利于我国金属热处理行业发展。
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热处理培训资料常见热处理问题与解答(1)淬火常见问题与解决技巧※Ms点随C%的增加而降低淬火时,过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点,变态完成之温度称之为Mf点。
%C含量愈高,Ms点温度愈降低。
0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右,而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。
※淬火液可添加适当的添加剂(1)水中加入食盐可使冷却速率加倍:盐水淬火之冷却速率快,且不会有淬裂及淬火不均匀之现象,可称是最理想之淬硬用冷却剂。
食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。
(2)水中有杂质比纯水更适合当淬火液:水中加入固体微粒,有助于工件表面之洗净作用,破坏蒸气膜作用,使得冷却速度增加,可防止淬火斑点的发生。
因此淬火处理,不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。
(3)聚合物可与水调配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液,甚为方便,且又无火灾、污染及其它公害之虞,颇具前瞻性。
(4)干冰加乙醇可用于深冷处理容液:将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度,是很实用的低温冷却液。
※硬度与淬火速度之关联性只要改变钢材淬火冷却速率,就会获得不同的硬度值,主要原因是钢材内部生成的组织不同。
当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线,此时沃斯田体变态温度较高,沃斯田体会生成波来体,变态开始点为Ps点,变态终结点为Pf点,波来体的硬度较小。
若冷却速度加快,冷却曲线不会切过Ps曲线时,则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。
麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关,因此麻田散体的硬度会随着%C含量之增加而变大,但超过0.77%C后,麻田散体内的碳固溶量已无明显增加,其硬度变化亦趋于缓和。
※淬火与回火冷却方法之区别淬火常见的冷却方式有三种,分别是:(1)连续冷却;(2)恒温冷却及(3)阶段冷却。
为求淬火过程降低淬裂的发生,临界区域温度以上,可使用高于临界冷却速率的急速冷却为宜;进入危险区域时,使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。
因此,此类冷却方式施行时,使用阶段冷却或恒温冷却(麻回火)是最适宜的。
回火处理常见的冷却方式包括急冷和徐冷两种冷却方法,其中合金钢一般使用急冷;工具钢则以徐冷方式为宜。
工具钢自回火温度急冷时,因残留沃斯田体变态的缘故而易产生裂痕,称之为回火裂痕;相同的,合金钢若采用徐冷的冷却方式,易导致回火脆性※淬火后,残留奥氏体的所扮演的角色淬火后的工件内常存在麻田散体与残留沃斯田体,在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生,此乃因残留沃斯田体产生变态、引起膨胀所导致,此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。
此外,残留沃斯田体另一个大缺点为硬度太低,使得工具的切削性劣化。
可使用深冷处理促使麻田散体变态生成,让残留沃斯田体即使进一步冷却也无法再产生变态;或以外力加工的方式,使不安定的残留沃斯田体变态成麻田散体,降低残留沃斯田体对钢材特性之影响。
※淬火处理后硬度不足的原因淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度,若硬度值不理想,则可能是下列因素所造成:(1)淬火温度或沃斯田体化温度不够;(2)可能是冷却速率不足所致;(3)工件表面若热处理前就发生脱碳现象,则工件表面硬化的效果就会大打折扣;(4)工件表面有锈皮或黑皮时,该处的硬度就会明显不足,因此宜先使用珠击法将工件表面清除干净后,再施以淬火处理。
※淬裂发生的原因会影响淬裂的主要原因包括:工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法等。
钢铁热处理会产生淬裂,导因于淬火过程会产生变态应力,而这个变态应力与麻田散体变态的过程有关,通常钢材并非一开始产生麻田散体变态即发生破裂,而是在麻田散体变态进行约50%时(此时温度约150℃左右),亦即淬火即将结束前发生。
因此淬火过程,在高温时要急速冷却,而低温时要缓慢冷却,若能掌握『先快后缓』的关键,可将淬火裂痕的情况降至最低。
※过热容易产生淬火裂痕加热超过是当的淬火温度100℃以上,称之为过热。
过热时,沃斯田体之结晶颗粒变得粗大化,导致淬火后生成粗大的麻田散体而脆化,易使针状麻田散体之主干出现横裂痕(此称为麻田散体裂痕),此裂痕极易发展成淬火裂痕。
因此,当您的工件在沃斯田体化温度时产生过热现象时,后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生,故有人把『过热』称为发生淬火裂痕的元凶。
※淬火前的组织会影响淬火裂痕?淬火前的组织当然会影响淬火的成败。
最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织(波来体结构),若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。
过热组织易产生淬火裂痕,球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯,因此工具钢或高碳钢在淬火前,可施行球状化处理已是淬火重要技术之一。
此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得球状碳化物。
碳化物若以网状组织存在,则容易由该处发生淬火裂痕。
※淬火零件因常温放置引起之瑕疵淬火后的零件,若长时间放置在室温,可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。
搁置裂痕又称为时效裂痕,尤其在冬天寒冷的夜晚,随温度之下降导致残留沃斯田体变态为麻田散体,使裂痕因此而产生,又称之为夜泣裂痕。
搁置变形又称之为时效变形,乃淬火工件放置于室温引起尺寸形状变化之现象,大多导因于回火处理不完全所致。
为防止搁置变形,需让钢材组织安定化,因此首先要消除不安定之残留沃斯田体(实施深冷处理)。
接着实施200℃~250℃的回火处理使麻田散体安定化。
(2)回火常见问题与解决技巧※100℃热水回火之优点低温回火常使用180℃至200℃左右来回火,使用油煮回火。
其实若使用100℃的热水来进行回火,会有许多优点,包括:(1)100℃的回火可以减少磨裂的发生;(2)100℃回火可使工件硬度稍增,改善耐磨性;(3)100℃的热水回火可降低急速加热所产生裂痕的机会;(4)进行深冷处理时,降低工件发生深冷裂痕的机率,对残留沃斯田体有缓冲作用,增加材料强韧性;(5)工件表面不会产生油焦,表面硬度稍低,适合磨床研磨加工,亦不会产生油煮过热干烧之现象。
※二次硬化之高温回火处理对于工具钢而言,残留应力与残留沃斯田体均对钢材有着不良的影响,浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。
高温回火处理会有二次硬化现象,以SKD11而言,530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低,但耐热性佳,不会产生时效变形,且能改善钢材耐热性,更可防止放电加工之加工变形,益处甚多。
※在300℃左右进行回火处理,为何会产生脆化现象?部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时,会因残留沃斯田体的分解,而在结晶粒边界上析出碳化物,导致回火脆性。
二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解,在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解,故无300℃脆化的现象产生。
※回火产生之回火裂痕以淬火之钢铁材料经回火处理时,因急冷、急热或组织变化之故而产生之裂痕,称之为回火裂痕。
常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。
此类钢材在第一次淬火时产生第一次麻田散体变态,回火时因淬火产生第二次麻田散体变态(残留沃斯田体变态成麻田散体),而产生裂痕。
因此要防止回火裂痕,最好是自回火温度作徐徐冷却,同时淬火再回火的作业中,亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。
※回火产生之回火脆性可分为300℃脆性及回火徐冷脆性两种。
所谓300℃脆性系指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时,会因残留沃斯田体的分解,而在结晶粒边界上析出碳化物,导致回火脆性。
所谓回火徐冷脆性系指自回火温度(500℃~600℃)徐冷时出现之脆性,Ni-Cr钢颇为显著。
回火徐冷脆性,可自回火温度急冷加以防止,根据多种实验结果显示,机械构造用合金钢材,自回火温度施行空冷,以10℃/min以上的冷却速率,就不会产生回火徐冷脆性。
※高周波淬火常见之问题高周波淬火处理常见的缺陷有淬火裂痕、软点及剥离三项。
高周波淬火最忌讳加热不均匀而产生局部区域的过热现象,诸如工件锐角部位、键槽部位、孔之周围等均十分容易引起过热,而导致淬火裂痕的发生,上述情形可藉由填充铜片加以降低淬火裂痕发生的可能性。
另外高周波淬火工件在淬火过程不均匀,会引起工件表面硬度低的缺点,称之为软点,此现象系由于高周波淬火温度不均匀、喷水孔阻塞或孔的大小与数目不当所致。
第三种会产生的缺失是表面剥离现象,主要原因为截面的硬度变化量大或硬化层太浅,因此常用预热的方式来加深硬化层,可有效防止剥离现象。
※不锈钢为何不能在500℃至650℃间进行回火处理?大部分的不锈钢在固溶化处理后,若在475℃至500℃之间长时间持温时,会产生硬度加大、脆性亦大增的现象,此称之为475℃脆化,主要原因有多种说法,包括相分解、晶界上有含铬碳化物的析出及Fe-Cr 化合物形成等,使得常温韧性大减,且耐蚀性亦甚差,一般不锈钢的热处理应避免常时间持温在这个温度范围。
另外在600℃至700℃之间长时间持温,会产生s相的析出,此s相是Fe-Cr金属间化合物,不但质地硬且脆,还会将钢材内部的铬元素大量耗尽,使不锈钢的耐蚀性与韧性均降低。
※为何会产生回火变形?会产生回火变形的主要原因为回火淬火之际产生的残留硬力或组织变化导致,亦即因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀,包括回火初期析出e碳化物会有若干收缩、雪明碳铁凝聚过程会大量收缩、残留沃斯田铁变态成麻田散铁会膨胀、残留沃斯田铁变态成变韧铁会膨胀等,导致回火后工件的变形。
防止的方法包括:(1)实施加压回火处理;(2)利用热浴或空气淬火等减少残留应力;(3)用机械加工方式矫正及(4)预留变形量等方式。
※回火淬性的种类(1)270℃~350℃脆化:又称为低温回火淬性,大多发生在碳钢及低合金钢。
(2)400℃~550℃脆化:通常构造用合金钢再此温度范围易产生脆化现象。
(3)475℃脆化:特别指Cr含量超过13%的肥粒铁系不锈钢,在400℃至550℃间施以回火处理时,产生硬度增加而脆化的现象,在475℃左右特别显著。
(4)500℃~570℃脆化:常见于加工工具钢、高速钢等材料,在此温度会析出碳化物,造成二次硬化,但也会导致脆性的提高。
(3)退火常见问题与解决技巧※工件如何获得性能优异之微细波来体结构?退火处理会使钢材变软,淬火处理会使钢材变硬,相比较之下,如施以『正常化』处理,则可获得层状波来铁组织,可有效改善钢材的切削性及耐磨性,同时又兼具不会产生裂痕、变形量少与操作方便等优点。
然而正常化处理是比较难的一种热处理技术,因为它采用空冷的方式冷却,会受到许多因素而影响空冷效果,例如夏天和冬天之冷却效果不同、工件大小对空冷速率有别、甚至风吹也会影响冷却速率。
因此正常化处理要使用各种方法来维持均一性,可利用遮阳、围幕、坑洞、风扇等。
※正常化处理与退火处理之差异正常化处理维加热至A3点或Acm点以上40~60℃保持一段时间,使钢材组织变成均匀的沃斯田体结构后,在静止的空气中冷却至室温的热处理程序。