热处理工件常见的缺陷和预防措施


发布时间:

2022-06-17

工件在热处理的过程中,由于工艺的措施不当或其他各种因素,会产生各种缺陷,而这些缺陷的存在直接影响着工件的性能。

  工件在热处理的过程中,由于工艺的措施不当或其他各种因素,会产生各种缺陷,而这些缺陷的存在直接影响着工件的性能。
  1、裂纹:热处理裂纹主要包括淬火裂纹、回火裂纹和磨削裂纹,在对一些大尺寸的钢件和合金坯料进行加热时,如果在其降温的过程中出现降温速度过快的话就会很容易出现裂纹,严重是还会出现断面裂开等情况,而一旦工件裂纹的话,是无法弥补的,只能够重新加工。因此在热处理过程中应尽量做到均匀加热及正确加热,选择合适的冷却介质和冷却方式,并选择正确的工件浸入淬火介质的方法和工件方向。
  2、过热和过烧:过热是指由于加热温度过高或保温时间过长,导致晶粒显著粗化的现象。结果是使淬火后得到粗针马氏体,引起力学性能降低,尤其是冲击韧度降低,脆性增加,导致疲劳强度降低。对于过热不严重的工件,碳素结构钢及合金结构钢一般应经过一次正火或退火后再次加热从新淬火。对于高碳钢和合金钢和工具钢,则应通过退火,正火多次处理,然后按正确的淬火工艺重新淬火。
  3、过烧:也就是金属工件在加热过程中温度过高或者是保温加热的时间过长,炉内的氧及其它氧化性气体渗透到金属晶粒间的空隙,并与铁、硫、碳等氧化,形成了易熔的氧化物的共晶体,破坏了晶粒间的联系从而降低材料的塑性,严重时一击就裂,而工件在过少之后也是无法挽救的。
  4、氧化和脱碳:也就是说金属工件在高温下表层的碳被氧化,从而使工件表面的含碳量减少,而脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。如果使用氧化性气氛加热高碳钢和含硅量多的钢的话都会容易脱碳,脱碳的影响就是使得工件的强度和疲劳性降低。为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)等措施。
  5、增碳:一般消失模铸钢件容易产生增碳缺陷,也就是在经油炉加热过的工件常常会在表面或部分表面发生增碳现象,这是由于油和空气混合得不太好燃烧不完全所导致的,一旦工件出现增碳现象的话,就会使锻件的机械加工性能变坏。
  防止增碳可以考虑 1. 在铸型及浇注工艺设计要能加速模料气化,减少及错开其分解产物产物中液相和固相接触和反应时间,可减少或避免钢件吸碳。2. 负压度的控制必须与整个浇注过程速度相配合,负压度过大易出现粘砂及其他缺陷,负压度过小,热解的产物不易排出,产生增碳现场。3. 在涂料中加入某些抗增碳催化剂如碱金属盐、石灰石粉,浇注后涂料能分解足够量的二氧化碳气体吸碳;在涂料中加入氧化剂,促使模样分解出的碳、氢气转变为中性气体,阻止分解出的碳减少或渗入铸钢件。
  6、铜脆:铜脆一般在锻件加热时经常出现,一类是如炉内残存铜或氧化铜屑,在高温下钢渗入奥氏体晶界,另一类是高铜钢高温锻造过程中铜富集在晶界,形成铜脆,铜脆削弱了晶粒间的连接,在锻件表面上呈龟裂状。
  7、氢脆现象:高强度钢在富氢气氛中热处理时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆,钢的含碳量越高,在相同的温度和压力条件下,氢脆的倾向越严重。出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆,或者在钢中添有铬、钛、钒等元素,可以阻止氢脆的产生。

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