淬火裂纹
中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生原因及对策
中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生原因及对策林柏春魏国芳【摘要】对球墨铸铁中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生的原因进行了分析。
认为磨削工艺不当，产生了过高的磨削热，使凸轮浅表层组织回火过度，硬度大幅下降，从而产生极大的拉应力是磨削裂纹产生的主要原因。
采取对策后取得了较满意的效果。
关键词：凸轮轴磨削热回火过度残余应力磨削裂纹Cause of Grinding Cracks on Medium FrequencyInduction Hardened Cam Shaft and CountermeasureLin Baichum，Wei Guofang （Changzhou Diesel Co．，Ltd．，Changzhou213002）【Abstract】The cause of the grinding crack on medium frequency induction hardened cam shaft made of spheroidal cast iron was analyzed．It was found that the grinding process was unsuitable，thus too much grinding heat was produced and near surface zone of the cam shaft was overtempered，which resulted in very high residual tensile stress and drop in hardness in this zone．Those are the main causes of the grindi gcracks．Proper countermeasures were adopted and quite satisfying effects were obtained．Key words：cam shaft，grinding heat，overtempering，residual stress，grinding cracks1 前言我厂S195柴油机凸轮轴材料为QT600-3（稀土-镁球墨铸铁），热处理技术要求：正火后珠光体量≥75%，碳化物＋磷共晶总量＜5%，凸轮表面中频淬火后硬度达到45～50HRC，淬硬层深度1.5～4.5mm，淬硬层表面组织3～6级。
热处理裂纹的修补方法【汇总】
热处理裂纹的修补方法内容来源网络，由深圳机械展收集整理！一渗碳（1）浓度过高：可将工件在中性介质中加热到正火温度，是碳在中性介质气氛中向内部扩散，减低表面浓度。
（2）浓度不够：可重新升温再渗。
（3）渗层脱碳：可重新进行一次短时渗碳（4）淬火后硬度过低出现大量残余奥氏体：将工件进行高温回火，保温可延长，使残余奥氏体及马氏体转变为珠光体，随后在750——780低温淬火，此时合金元素和碳均不能完全溶解于奥氏体，淬火就可减少残余奥氏体含量。
二氮化1.硬度不够的主要原因：（1）氮化温度过高或者一度过高（2）第一阶段氮的分解率过高（3）氮化时间过短，氮化层太薄（4）炉罐新换，氮气没适度增加, 对于出现硬度低的不合格工件，可先给予退氮，然后重新氮化2.深度浅，氮化层不足原因分析（1）第二阶段氮化温度低，时间短（2）工件氮化前未经调质处理（3）氮分解率控制不当防止出现这一缺陷的主要措施是将工件的组织基体处理为索氏体，稳定分解率，足够保温时间。
对于氮化出现以上问题的补救方法是在正常温度下重新氮化。
3.表面氧化（1）出炉时温度过高（2）冷却过程中有空气进入4.氮化层脆性大甚至有裂纹（1）氮分解率过低（2）氮化温度低（3）退氮气处理不当（4）冷却速度过慢（5）预先热处理造成脱碳或组织粗大措施：适当提高氮的分解率和氮化温度，退氮要充分，降温过程中加大氮的流量，以加快冷却速度可避免以上缺陷。
对于出现脆性的工件可将工件在500——520（保温3——5小时）进行退氮处理，或将在570——580（在氮的气氛中回火4——5小时），在630——650回火2小时左右均可。
5.工件变形大（1）氮化前没有充分除应力（2）冷却过快（3）放置不当6.氮化层深度不够硬度不均匀（1炉温不均匀，氮流量不均（2）工件表面有油污三正火与退火1.过热与过烧：过热的工件机械性能差，冲击韧性低，而且还影响以后的热处理质量。
措施：将工件重新正火或完全退火，对于过共析钢，在正火后，还应用球化退火或高温退火来改善组织。
轴承热处理后常见六大质量缺陷
轴承热处理后常见六大质量缺陷轴承作为机械设备精密零部件,使用质量性能会直接影响到机械设备使用性能,因此我们在使用轴承时,一定要按照一定的性能要求,因此很多厂商为了提高轴承使用性能,进而采用热处理工艺进行提升,但是在热处理工艺后轴承常会出现六大质量缺陷,中华标准件网分享如下。
1、过热从轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。
但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。
若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体,则为淬火过热组织。
形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热;也可能是因原始组织带状碳化物严重,在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大,造成的局部过热。
过热组织中残留奥氏体增多,尺寸稳定性下降。
由于淬火组织过热,钢的晶体粗大,会导致零件的韧性下降,抗冲击性能降低,轴承的寿命也降低。
过热严重甚至会造成淬火裂纹。
2、欠热淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织,称为欠热组织,它使硬度下降,耐磨性急剧降低,影响轴承寿命。
3、淬火裂纹轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。
造成这种裂纹的原因有:由于淬火加热温度过高或冷却太急,热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度;工作表面的原有缺陷(如表面微细裂纹或划痕)或是钢材内部缺陷(如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等)在淬火时形成应力集中;严重的表面脱碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及时回火;前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。
总之,造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种,内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。
淬火裂纹深而细长,断口平直,破断面无氧化色。
它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂;在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。
淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象,明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。
4、热处理变形轴承零件在热处理时,存在有热应力和组织应力,这种内应力能相互叠加或部分抵消,是复杂多变的,因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化,所以热处理变形是难免的。
淬火缺陷
淬火缺陷1:淬火畸变与淬火裂纹: 淬火畸变是不可避免的现象,只有超过规定公差或产生无法矫正时才构成废品,通过适当选择材料,改进结够设计,,合理选择淬火,回火方法及规范等可有效的减小与控制淬火畸变,可采用冷热效直,热点校直和加热回火等加以休正. 裂纹是不可补救的淬火缺陷,只有采取积极的预防措施,如减小和控制淬火应力方向分布,同时控制原材料质量和正确的结构设计等.2:氧化脱碳过热过烧零件加热过程中,若不进行表面防护,将发生氧化脱碳等缺陷,其后果是表面淬硬性降低,达不到技术要求,或在零件表面形成网状裂纹,并严重降低零件外观质量,加大零件粗糙度,甚至超差,所以精加工零件淬火加热需要在保护气氛下或盐浴炉内进行,小批量可采用防氧化表面涂层加以防护. 过热导致淬火后形成粗大的马氏体组织将导致淬火裂纹形成或严重降低淬火件的冲击韧度,极易发生沿晶短裂,应当正确选择淬火加热温度,适当缩短保温时间,并严格控制炉温加以防止,出现的过热组织如有足够的加工余地余量可以重新退火,细化晶粒再次淬火返修. 过烧常发生在淬火高速钢中,其特点是产生了鱼骨状共晶莱氏体,过烧后使淬火钢严重脆性形成废品.3:硬度不足淬火回火后硬度不足一般是由于淬火加热不足,表面脱碳,在高碳合金钢中淬火残余奥氏体过多,或回火不足造成的,在含CR轴承钢油淬时还经常发现表面淬火后硬度低于内层现象,这是逆淬现象,主要由于零件在淬火冷却时如果淬入了蒸汽膜期较长,特征温度低的油中,由于表面受蒸气膜的保护,孕化期比中心长,从而比心部更容易出现逆淬现象.4:软点淬火零件出现的硬度不均匀叫软点,与硬度不足的主要区别是在零件表面上硬度有明显的忽高忽低现象,这种缺陷是由于原始组织过于粗大不均匀,(如有严重的组织偏析,存在大块状碳化物或大块自由铁素体)淬火介质被污染,零件表面有氧化皮或零件在淬火液中未能适当的运动,致使局部地区形成蒸气膜阻碍了冷却等因素,通过晶相分析并研解工艺执行情况,可以进一步判明究竟是什么原因造成废品.5|:其他组织缺陷对淬火工艺要求严格的零件,不仅要求淬火后满足硬度要求,还往往要求淬火组织符合规定等级,如淬火马氏体组织,.残余奥氏体数量,未溶铁素数量,碳化物的分布及形态,等所作的规定,当超过了这些规定时,尽管硬度检查通过,组织检查仍步合格,常见的组织缺陷如粗大淬火马氏体(过热)渗碳钢及工具钢淬火后的网状碳化物,及大块碳化物,调质钢中的大块自由铁素体,(有组织遗传性的粗大马氏体)及工具钢淬火后残余奥氏体过多等.淬火为什么不超三次？很多标准（如JB/T 5000.8-1998、JB/T 1271-2002等）都规定重新热处理次数不得超过2次（加上第一次为3次）但都没有说明理由，虽然有人对淬火的返工做了说明，但大多数材料空冷时无法得到M（一般为珠光体+铁素体）所以孪晶M造成零件失效的解释对它们不适用，既然标准都这样规定我想自有它的道理，不过还是请大家一起找找这方面的理论依据——有探讨大家才能提高。
锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析
锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析摘要：在锻造以及热处理中极易出现裂纹，为此锻造以及热处理过程中的裂纹处理成为各个学者研究的重点，同时，构件尺寸、材质等之间的差异其所出现的裂纹几率也各不相同，基于此，本文通过对锻造以及热处理缺陷的相关分析，找出了锻造和热处理过程中裂纹形成的原因并提出了针对性的解决意见。
关键词：锻造热处理裂纹原因分析处理引言作为锻造以及热处理过程中最为常见的缺陷之一，裂纹的形成严重制约了锻造效率，并且对于大型锻件而言，其裂纹出现的几率则更高，所以加强对裂纹形成的原因分析对于减少裂纹产生，提升锻造效果具有重要意义。
1锻造缺陷与热处理缺陷第一，过热或者过烧。
具体表现形式为晶粒粗大并具有较为明显的魏氏组织；而造成过烧的情况则说明热处理过程中温度较高，断口晶粒凹凸不平，缺乏金属光泽，并且晶界周围具有氧化脱碳的情况；第二，锻造裂纹。
主要出现在组织粗大且应力较为集中处，裂纹内部往往呈现氧化皮情况。
在锻造过程中无论是温度过高，还是过低均会导致裂纹的出现；第三，折叠。
由于切料、冲孔、锻粗糙等原因而致使材料表面发生了缺陷，而此时一旦经过锻造自然其会由于表面氧化皮缺陷内卷而形成折叠。
通过显微镜的观察可以明显的发现折叠周围的脱碳情况较为严重；第四，淬裂。
该缺陷的明显特征就是刚健挺直且起始点较宽，尾部则细长曲直。
由于此缺陷往往是产生在马氏体转变发生以后，所以裂纹周围与其他区域没有明显的差别且无脱碳情况；第五，软点。
造成此种缺陷的原因主要是由于加热不足，保温时间不足而造成冷却不均匀导致的。
2实验方法2.1试样制备和宏观观察在开始试验之前只需要对构件毛坯裂纹进行简单的宏观观测并选择要进行实验的区域即可。
然后，在利用手边的工具来队选取的区域进行切割，需注意的是，切割方向必须要垂直镜像，切割长度要低于10mm。
可以通过多种方式进行取样但是一定要科学的选择取样的温度以及环境，如果实验温度较高，则可以通过凉水来进行冷却，进而防止在取样过程中构件内部结构遭到损坏。
表面淬火裂纹的有效识别方法
表面淬火裂纹的有效识别方法
2004-2
淬火裂纹是一种无法补救的热处理缺陷，若不能及时发现，将会带来更加严重的后果。
多年的现场经验告诉我们：酸洗是一种便捷有效的方法，无需专用设备，对工件的表面粗糙度也无特殊要求。
其具体作法如下：
（１）用水冲净工作。
（２）将冲净的工件用铁篮子装入浓度约20％～30％的盐酸液中浸泡15～20min。
（3）取出工件后用水冲净其表面的酸液。
（4）将冲净的工件放入防锈液（10％NaNO2＋0.4%Na2CO3＋其余为H2O）中浸泡2min,取出放在工作台上排列好，自然晾干。
（５）过12～24h后观察工件表面，若有锈蚀纹，则锈蚀处即为淬火裂纹所在位置。
以上方法对于中小型企业的热处理现场识别淬火裂纹非常有效。
影响淬火热处理变形的原因
影响淬火热处理变形的原因淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。
大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。
需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。
但冷却过快，工件的体积收缩及组织转变都很剧烈，从而不可避免地引起很大的内应力，容易造成工件变形及开裂。
由于淬火变形影响因素非常复杂，导致变形控制十分棘手。
而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量，都会增加成本，因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素，提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。
零件热处理变形原因分析1 热应力引起的变形钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。
零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。
当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中，并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。
导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢，淬火加热温度很高，如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件开裂而报废。
此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。
冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。
2 组织应力引起的变形体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。
比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。
组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀，没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形，导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力，热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况，淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。
锻造和热处理过程中裂纹形成原因探究
锻造和热处理过程中裂纹形成原因探究摘要：裂纹的出现是极其常见的,裂纹出现的过程往往是在锻造和热处理的过程中。
锻造裂纹往往出现于高温，在锻造时出现的裂缝扩大而且接触空气,在裂缝内形成氧化皮。
由这种氧化皮构成的裂纹,不仅粗大而且是多条形状的,裂缝的两端无系,尖端是比较圆润的。
在本文中作者进行了大量裂纹式样的收集,进行出现裂纹原因的分析与总结归纳。
关键词：锻造；裂纹；热处理；形成原因1锻造缺陷与热处理缺陷1.1过热、过烧主要特征是晶粒粗大,有明显的魏氏组织。
出现过烧说明加热温度高、断口晶粒粗大，凹凸不平,无金属光泽，晶界周围有氧化脱碳现象。
1.2锻造裂纹常产生于组织粗大，应力集中处或合金元素偏析处，裂纹内部常充满氧化皮。
锻造温度高，或者终端温度低，都容易产生裂纹。
还有一种裂纹是锻造后喷水冷却后形成的。
1.3折叠冲孔、切料、刀板磨损、锻造粗糙等原因造成了表面缺陷，在后续锻造时，将表面氧化皮等缺陷卷入锻件本体内而形成折缝[1]。
在显微镜上观察时,可发现折叠周围有明显脱碳。
1.4淬裂其特点是刚健挺直，呈穿晶分布,起始点较宽，尾部细长曲折。
此种裂纹多产生于马氏体转变之后,故裂纹周围的显微组织与其它区域无明显区别,也无脱碳现象[2]。
1.5软点显微组织有块状或网状屈氏体和未溶铁素体等。
加热不足，保温时间不够,冷却不均匀都会产生软点。
2实验方法在本文中的实验，采取了对锻造和热处理出现的裂纹范围划定。
在裂纹出现的范围内,采取裂纹邻近部位的显微组织,利用仪器进行晶相分析。
这样的实验方式可以让裂纹形成的内在原因通过机器进行分析,以数据的方式来进行裂缝产生原因的表述,这样的数据也是对裂纹进行鉴别的重要的依据。
在本次的实验中,采取了杆类件作为本次实验的研究对象,在采取裂纹附近部位的显微组织进行晶相分析。
2.1试样制备和宏观观察进行实验前的第一步,只要对选取的杆类件毛坯的裂纹进行宏观观察,在观察的过程中,选定要实验的区域。
下一步就是使用手锯将所选取的区域进行切割,切割的方向要垂直于镜像，且长度小于十毫米。
锻造加热与热处理加热裂纹如何正确鉴别
锻造加热与热处理加热裂纹如何正确鉴别锻造裂纹一般在高温时形成，锻造变形时由于裂纹扩大并接触空气，故在1 00X或500X的显微镜下观察，可见到裂纹内充有氧化皮，且两侧是脱碳的，组织为铁素体，其形态特征是裂纹比较粗壮且一般经多条形式存在，无明细尖端，比较圆纯，无明细的方向性，除以上典型形态外，有时会出现有些锻造裂纹比较细。
裂纹周围不是全脱碳而是半脱碳。
淬火加热过程中产生的裂纹与锻造加热过程形成的裂纹在性质和形态上有明显的差别。
对结构钢而言，热处理温度一般较锻造温度要低得多，即使是高速钢、高合金钢其加热保温时间则远远小于锻造温度。
由于热处理加热温度偏高，保温时间过长或快速加热，均会在加热过程中产生早期开裂。
产生沿着较粗大晶粒边界分布的裂纹；裂纹两侧略有脱碳组织，零件加热速度过快，也会产生早期开裂，这种裂纹两侧无明显脱碳，但裂纹内及其尾部充有氧化皮。
有时因高温仪器失灵，温度非常高，致使零件的组织极粗大，其裂纹沿粗大晶粒边界分布。
结构钢常见的缺陷：1 锻造缺陷（1）过热、过烧：主要特征是晶粒粗大，有明显的魏氏组织。
出现过烧缺陷说明加热温度高、断口晶粒粗大，凹凸不平，无金属光泽，晶界周围有氧化脱碳现象。
（2）锻造裂纹：常产生于组织粗大，应力集中处或合金元素偏析处，裂纹内部常充满氧化皮。
锻造温度高，或者终端温度低，都容易产生裂纹。
还有一种裂纹是锻造后喷水冷却后形成的。
（3）折叠：冲孔、切料、刀板磨损、锻造粗糙等原因造成了表面缺陷，在后续锻造时，将表面氧化皮等缺陷卷入锻件本体内而形成折缝。
在显微镜上观察时，可发现折叠周围有明显脱碳。
2 热处理缺陷（1）淬裂：其特点是刚健挺直，呈穿晶分布，起始点较宽，尾部细长曲折。
此种裂纹多产生于马氏体转变之后，故裂纹周围的显微组织与其它区域无明显区别，也无脱碳现象。
（2）过热：显微组织粗大，如果是轻度过热，可采用二次淬火来挽救。
（3）过烧：除晶粒粗大外，部分晶粒已趋于熔化，晶界极粗。
连杆淬火裂纹原因分析
（） Ｊ
８ ４
（ ） 髓
２５ ９
以前 连杆
技 术 要ຫໍສະໝຸດ ９０ ６ ≥８ ９ ６
８０ ２
≥７ ８ ５
ｌ ７
≥ｌ ６
６ ６
≥５ ０
ｌ８ １
≥ｌ ６
２０ ９
２ ７３ ｌ ７－２
均 匀细致 回 火 索 氏体
面 ０６ ｍ 查 的连 杆淬 火硬度 为一般 为 ４ ．ｍ 检 ８
５２ＨＲＣ。
可 见 ，裂 纹 比例 高 的连 杆 ， 即使 降低 ２ ℃淬火 ，同样 的冷 却条件 下 ，硬度 明显要 ０ 高 一个水 平 。
取 淬 火 裂纹 的连 杆做 机 械 性 能试 验 ， 及 ５ 以前连杆 的机械 性能 试验记 录 ，结 果 月
２、化 学成 分 分 析
量 淬 火裂纹 ，比例 为 １— ０ ，最 高时达 到 ５３％
７％ ０ ，前后共 产生 ３ ０ 余件 废 品，损 失 ４ 达 ３０ ０
余万元 ，且严重 影响生 产进度 ，造成 公司生
产运 作艰难 。而在 ５ 以前 连 杆调质后 裂纹 月 比例低 于 １ 。 ％
该连杆 所使 用材 料为 ４Ｃ Ｍ Ａ ２ ｒ ｏ ，取 有裂
分钟 保温 ，相 同冷 却条件 下 淬火后 ，磨 去表
表二 连 杆机械 性 能 比较 屈服 强度 抗 拉强度 延伸 率 断面收缩 冲击功 回火硬 度 基 体组织 均匀 细致回 火 索 氏体
ｏｈ（ ） ｏ。（ ） ６ｓ（） 率 ｌ（） ｊ 肛 ｊ ％ 肛 ｌ ％ ｒ
查阅锻 坯生产 时 间为 ２ ０ ０ ４年 ３月以后 ，
模 具号为 ５ 、６ 、７ 、９ 、１＃ １、 １＃ ＃ ＃ ＃ ＃ ０ 、１＃ ５ 等 ，其 中 以 ９ 、１＃ １ ＃ ０ 、ｌ＃三个 模具 号连杆