淬火缺陷 (defect from quenching) 是指工件在淬火時，因工藝、設備、操作失誤而產生的缺陷。
基本介紹
概念介紹,缺陷種類,過熱、過燒,氧化,脫碳,硬度不足,軟點,其它組織缺陷,
概念介紹
缺陷種類
過熱、過燒
加熱溫度超過該鋼正常淬火溫度，鋼中奧氏體晶粒顯著粗大，超過技術要求的晶粒度，淬火後獲得粗大馬氏體組織。T8鋼經980℃過熱淬火的粗大馬氏體組織見圖1。過共析和萊氏體級的高碳高合金鋼因淬火加熱溫度過高更容易產生晶界處的碳化物出現粘連、拖尾，由等軸狀變成角狀等不良組織，也是一種過熱缺陷。過熱淬火工件的斷口呈較粗的解理狀，韌性下降。奧氏體晶粒粗大的缺陷可以通過退火、正火等處理，調整組織後重新淬火加以消除。
工件淬火加熱溫度如接近或高於鋼的開始熔化溫度(合金相圖的固相線)，則奧氏體晶界發生熔化。要求淬火溫度接近熔點的高速鋼，淬火很容易出現此種缺陷。其嚴重過燒淬火後的金相組織見圖2。過燒工件的斷口為沿晶斷口。工件表面變粗糙、尖角變鈍，脆性極大。這種缺陷不能用熱處理及-般鍛壓方法消除。
氧化
2Fe+02===2Fe0 Fe+C02===Feo+CO Fe+H20===FeO+H2
鋼的氧化現象有兩種：一種是表面氧化，即在表面生成氧化膜；另一種是內氧化，即在鋼件內部沿晶界縱深氧化。表面氧化影響零件尺寸和表面質量；而內氧化使零件的力學性能變壞。
研究表明，在普通空氣介質加熱爐中，鋼件在560℃以下時，鋼件表面氧化膜分兩層：內層為Fe304，外層為Fe203。此種膜結構緻密，與基體結合牢固。因溫度低氧化速度慢，膜也很薄。在560℃以上加熱時，氧化膜由Fe203，Fe304、Fe0三層組成，最裡層為FeO。FeO也稱維氏體，是缺位化合物，結構鬆散形成氧的擴散通道。加熱溫度愈高，FeO層增厚愈快，極易剝落。淬火加熱形成的氧化層一般控制較薄，零件留有適當加工餘量，淬火後經磨削清除。為防止和減少氧化，可採用多種防護方法，如真空加熱(見真空熱處理)、保護氣氛(見控制氣氛熱處理)等，達到光亮淬火的目的。
脫碳
淬火加熱時，介質中的氧、二氧化碳、水蒸氣和氫還與鋼件表層的碳發生化學反應，生成氣體逸出，使工件表面鋼的碳濃度降低。主要化學反應式為：
[C]+02===C02
[C]+C02===2C0
[C]+H20===C0+H2
[C]+2H2===CH4
反應式中的[c]為鋼中含有的碳元素。
由工件表層開始，隨之次層的碳不斷向表層擴散，溫度越高、加熱時間越長，則脫碳層越厚。脫碳使淬火工件表面硬度和耐磨性降低，並在隨後冷卻過程中易產生表面裂紋。防止工件脫碳常用的方法有：(1)利用反應的可逆性製造控制氣氛(見控制氣氛熱處理)，使工件的脫碳與滲碳反應平衡。(2)利用高純氮氣或惰性氣體保護。(3)採用真空熱處理。(4)表面塗料保護。
硬度不足
淬火後工件硬度未達到技術要求。主要原因有：
(1)加熱問題。亞共析鋼加熱溫度低，保溫時間短，奧氏體化不完全；過共析鋼加熱溫度過高，淬火後殘留奧氏體量過多。
(2)冷卻問題。淬火介質冷卻能力不夠或冷卻操作不合理，致使形成部分珠光體類組織。
(3)零件表面脫碳嚴重。淬火硬度不足的工件要檢查形成原因，屬上述第(1)，(2)類者可通過退火.高溫回火等調整組織，重新淬火。
軟點
淬火後，工件表面某些局部小區域硬度不足。產生的主要原因有：
(1)工件內部成分和組織不均。
(2)淬火介質中有污物，污染工件部分表面，使該區域冷卻能力不足。
(3)工件互相堆疊，使冷卻不均勻等。軟點是造成零件磨損和疲勞破壞的源地，顯著降低零件使用壽命。與硬度不足缺陷一樣，可以通過適當熱處理後重新淬火。
其它組織缺陷
對淬火工藝要求嚴格的零件，不僅要求淬火後硬度達到要求，還對淬火組織有要求，如淬火後馬氏體、殘餘奧氏體、未溶鐵素體數量，碳化物的分布及形態等也要符合規定。否則，即使硬度通過，但零件仍不合格。常見缺陷如馬氏體粗大、工具鋼或滲碳鋼有網狀碳化物、調質鋼中有大塊鐵素體及工具鋼淬火後殘餘奧氏體量過多等。
