工件淬火后硬度不足指的是工件的大部分或整體達不到應有的硬度。
工件淬火后產生硬度不足的原因主要有以下幾方面:
①欠熱。加熱溫度過低或保溫時間不足,使奧氏體中碳與合金元素的含量不夠、奧氏體成分不均勻或鐵素體未全部轉變為奧氏體;裝爐量太大,工件未燒透;控溫儀表發生故障。
②過熱。加熱溫度過高或保溫時間過長,過共析鋼中奧氏體中溶入過量的碳和合金元素、奧氏體晶粒長大,增加了奧氏體的穩定性,以致淬火后殘留奧氏體過多而影響硬度。
③冷卻速度不夠,致使硬度不足。淬火時,淬火介質選擇不當,淬火介質溫度過高或老化,工件尺寸太大。由于冷速不夠,小于臨界冷速,發生珠光體型轉變。
④操作不合理。淬火時,預冷時間過長,在淬火介質中留停時間不夠;雙介質淬火時,水中停留時間太短或從水中轉入油中的時間太長;分級淬火時,分級溫度太高或停留時間太長,均會在淬火后出現非馬氏體組織,從而使硬度降低。
⑤鋼的淬透性差,且截面尺寸大。
⑥高碳高合金鋼加熱溫度高,殘留奧氏體量過多。
⑦氧化和脫碳。氧化使工件的表面燒損,脫碳使工件表面碳含量降低,導致淬火后的硬度降低。
根據硬度不足產生的原因,預防措施如下:
①合理選擇加熱溫度和保溫時間。
②定期檢查控溫儀表。
③合理選擇淬火介質,控制淬火介質的溫度不超過最高使用溫度,并定期檢測或更換。
④正確控制預冷時間、淬火時水或鹽水中停留的時間、雙介質淬火時水或鹽水中停留的時間、分級淬火的停留時間。
⑤更換淬透性高的鋼或提高冷卻速度。
⑥對于高碳高合金鋼,應嚴格控制加熱溫度。
⑦采取前述防氧化脫碳措施;采用下限加熱溫度;在600℃左右預熱,然后加熱到淬火溫度,縮短高溫加熱時間。
工件淬火后硬度不足的小區域稱為軟點。
軟點產生的原因如下:
①原材料中有缺陷。鋼中存在帶狀組織或大塊鐵素體組織。
②欠熱。加熱溫度不夠或加熱時間不足,亞共析鋼中鐵素體沒有全部溶入奧氏體中,或奧氏體成分不均勻,淬火后組織為馬氏體加部分鐵素體。
③冷卻不均。工件在淬火介質中移動不充分,工件上有氧化皮或污物,介質中有肥皂、油污等,造成工件冷卻不均,局部區域冷速過低,以致發生珠光體型轉變而產生軟點。
根據軟點產生的原因,預防措施如下:
①嚴格遵守工藝,正確執行淬火操作。
②合理選擇材料,對有缺陷的鋼材進行預備熱處理消除缺陷。
③正確選擇加熱溫度和加熱時間。
④合理選擇淬火介質,加強工件與介質的相對運動,或對介質進行攪拌,保持淬火介質的清潔。碳鋼在鹽水中淬火能有效防止軟點的產生。
工件淬火后產生硬度不足和軟點補救方法:
1)經退火、正火或高溫回火后,按正常工藝重新淬火。
2)因脫碳而產生硬度不足時可進行復碳處理后,再重新淬火。
3)對于存在大量殘留奧氏體的工件,可在淬火后進行冷處理,以提高其硬度,冷處理后再進行回火處理。