硬度不合格产生的原因及防止对策

ltw369258

在热处理生产实践中，会产生各种各样的缺陷，如开裂、变形严重、硬度不合格及性能不合格等等。不同的缺陷，产生的原因一样，对应的防止对策也不一样，本文从最常见的缺陷——硬度不合格这方面简分析产生的原因和防止办法。

      硬度不合格分为两种情况：硬度过高和硬度过低。
一、硬度过高：
1.混料：比如碳钢里混入合金钢，此时硬度要超过我们预期值。可根据实际检测的硬度与回火参数，重新回火。
2.材料改代：用合金钢改代碳钢，但材料改代信息未正确传递到热处理工序。与相关部门联系，落实实际材料后，重新回火。
     上述两种情况实属管理上的问题，热处理工序是无法解决的。
3.回火温度或时间不足：
⑴设备存在隐性问题，实际炉温偏低。重新校正控温系统。
⑵回火时间不充分或回火温度偏低，致使部份工件硬度偏。产生的原因是：在生产中拼炉生产时，回火工艺参数不精准，部分或全部工件回火时间偏短而导致硬度偏高。此时要精确计算各工件的回火时间和温度，选取一个合适的温度与保温时间进行回火，确保每种工件的硬度都达到要求。
二、硬度过低：
      这是生产中最易出现的质量问题，也是不容易找出产生问题的原因，对生产的危害性较大（浪费能源、影响生产进度），也最让人头疼。
1.材料问题，其产生的原因与防止对策同前面。若检测硬度不超过140HB，此类材料可以直接扔掉，连火花判别都不需要。
2.热处理工序淬火问题：
      工件要保证回火后硬度达到要求，先决条件是淬火要达到规定要求，至少要比最终要求的硬度上限高50HB，才可能通过回火而合格。而这是我们在生产中最容易出问题，也是最容易被忽略的问题。经常有人回答我：“一直都这样淬火的，不知道今天为什么不合格？”淬火工序容易出的问题有如下：
⑴加热温度不足。
      比较多见的是一种侥幸心理，认为温度差不多，也许可以淬火。认为平常淬火时工件颜色也偏低，也淬起火了的。殊不知，忘记了未完全奥氏体化与淬火过程中奥氏体的预冷是两回事。加热不足的时候，在奥氏体中存在未溶铁素体，是要降低淬火硬度的；而在淬火过程中预冷时温度也只有不到800℃，但此时过冷奥氏体是不会析出铁素体的。这是对奥氏体的认识不足造成的。
⑵冷却上存在的问题。
      冷却上存在的问题只有一个，冷却速度不足。但产生冷却速度不足的原因却是较多的：
      预冷过度：为防止工件淬裂，在冷却时先适当预冷再淬火是非常有必要的。如掌握不好而低于Ar1时，发生先共析转变出现先共析铁素体，将降低工件硬度。同时，对于要求严格的工件，是不允许发生先共析转变的。此时按正常工艺回火硬度将低于规定值。在预冷时要注意观察工件温度，同时也要提高辨别温度的能力，避免工件预冷到Ar1以下。
      在冷却介质中冷却能力不足：以淬水为例，一是当水温较高时（如超过30℃，是生产中最容易被忽视的情况），将严重降低珠光体转变区域的冷却速度，此时任你怎样将工件冷却，想淬硬已属非分之想（因为已经部分发生了非马氏体转变）。二是装炉较密集的工件，如在介质中移动能力不足，蒸汽无法破膜，将导致局部特别是中间的工件淬火硬度不足。需要随时关注冷却介质的温度，观察装炉情况，有针对性的采取预防措施。
      上述两种情况，将导致工件的冷却速度以不同方式越过C曲线。淬火后将得到各种各样的混合组织，如：铁素体+马氏体、铁素体+珠光体+马氏体 、托氏体+马氏体等等，这些组织通过回火后，检测硬度都会低于正常值。
⑶淬火冷却时间较短。
      由于冷却时间较短，致使工件实际淬火结束后的温度较高，而工件本身淬火并没有完成，回火后硬度低于正常值。淬火结束时，工件的温度一般要低于材料的Ms，否则回火后将导致硬度低于正常值。在淬火结束时，让工件继续空冷一会，观察工件温度，如温度较高，应补充冷却，使工件温度降到合适的程度。当然，有经验的可以从工件出水时收水的时间来辨别工件温度。
⑷回火上存在的问题。
      回火上出现的问题主要体现在回火保温时间过长或保温温度较高，也有设备问题，如：热电偶退出、控温系统控制误差较大等。

     上面只分析了热处理后工件硬度不合格的几个方面的原因，实际生产中可能还会出现这样或那样的原因，有待我们进一步提高认识，去分析产生的原因并提出具体的应对对策。总之，在出现硬度不合格后，要认真去分析自己的生产过程，找出原因加以改进，一般情况下不要去找别人的原因（同时也得罪人）。要注意细节，特别是平常都习以为常的做法，真正把细节到位，才会不出或少出质量问题。所以说“细节决定成败”。

[ 本帖最后由 ltw369258 于 2007-4-23 21:05 编辑 ]

追求卓越

版主分析的比较好,这是生产中要注意的问题.45钢如果用水淬,就很容易出现淬火不硬的问题

超级淬火

不错，这些问题基本都遇见过，如果淬火出现问题基本先看金相组织，看是加热出现问题，还是冷却出现问题，反回来查设备，一般淬火问题都是设备出现故障。

调质

很实际,好些细节又容易被人忽视了,补充一点,就是尺寸效应问题,同种材料,工件尺寸偏差过大时,要区别对待,尽量不要同炉处理,即使同炉,也要前后分开,分别冷却.否则容易造成硬度或高或低.

[ 本帖最后由 调质 于 2007-4-15 10:02 编辑 ]

zhaozhenhai

版主说得很好，有机会请多多指教

热处理技师

工件在炉子保温时间长没有保护性气氛导致表层脱炭，引起表层硬度不高，这是经常出现的问题。

lanwenbiao

我在实际生产中也遇到很多硬度不够和硬度过高的情况,
锻件毛坯在淬火时经过长时间的保温,氧化皮会很厚,影响冷却速度,
应此,大锻件毛坯冷却时应注意祛除氧化皮,淬火效果会好很多.

shx046011

当调质零件尺寸较大时,要掌握好回火温度,以保证回火后硬度在中、上限，否则若加工余量较大，会出现加工后硬度不够的情况。

mq9533

说的很实际，在生产中我也碰到过，如果硬度不均　一般情况大都是在冷却过程中，不注意细节，或者说操作者根本不知道，冷却过程中发生的组织转变．

braw868251

版主高见，小弟又学到不少东西，但有一点我还是不是太清楚，拿出来再问问

在冷却介质中冷却能力不足：以淬水为例，一是当水温较高时（如超过30℃，是生产中最容易被忽视的情况），将严重降低马氏体转变区域的冷却速度，此时任你怎样将工件冷却，想淬硬已属非分之想。

我以前学的好像是在马氏体转变区域应该冷却速度慢一些，在C曲线鼻尖上部应该快速冷却。

xiaoguang

还要注意的是看工件是否在前期的加热中已经脱碳如已经加热几次就要注意了生产中经常要注意

4把火

哦,是啊,不过我估计应该是材料淬透性差,或者内部的温度还在马氏体转变温度之上吧.

hgzyg001

请版主介绍渗层深浅\变形原因也介绍一下,供大家分享

man

我刚刚遇到的情况是表面硬度合适,下去5-6毫米就差5HRC,外协处理厂还说材料淬透性差,怎么我们自己处理就不差了,把处理厂是开了,但给我们造成了不小的损失,所以说硬度不合格的另一个不可忽视的原因就是人为因素

wangchuanjia

可是我们生产实际中有很多材料采用淬高温水的办法，不知道你们有没有？

jiabei

热处理有很多时候数不清楚，我做高速钢6542淬火，硬度达到可就是用不成，和专业热处理厂做的同样工艺，硬度一样，我做的就是镦粗。

朝花夕拾

我也说一点：在热处理时也是要了解一下工件在实际用的过程中的强度等级。有的回火工艺时是要与其机械性能决定的。如紧固件。有强度要求之要求的工件。

霜月

楼主分析的很好。在实际生产中也遇到过很多硬度不够和硬度过高的情况，渗碳零件局部要求防渗，结果硬度超过了防渗要求的硬度，原因之一是涂料质量和涂料层厚度不足，造成了漏渗。
材料淬透性波动范围大，齿轮渗碳后心部硬度超上限或低于图纸要求的下限，热处理很难解决，还需从原材料开始控制质量。

yxcasting

非常感谢，HB对我们说是最重要的一个性能指标!   很实用。特别是硬底过底!!　

再次感谢！

jickiefan

硬度不合格的原因很多,每次有不合格产品要从多个方面分析,材料是不是混料啊,回火温度和回火时间都有影响的,还有材料的质量方面.