热处理变形与裂纹
第8章 金属高温下的变形与断裂
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典型的蠕变曲线
金属蠕变过程用蠕变曲线来描述。 金属蠕变过程用蠕变曲线来描述。典型的蠕变曲线如图。 （1）Oa线段：是试样在t 温度下承受恒定拉应力σ时所产 线段： 线段 生的起始伸长率δq。 若应力超过金属在该温度下的屈服强度，则δq包括弹性伸长 弹性伸长 塑性伸长率两部分。 率和塑性伸长率 塑性伸长率 此应变还不算蠕变 应变还不算蠕变，而是由外载荷引起的一般变形过程。 应变还不算蠕变
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(二)扩散蠕变
(二)扩散蠕变 扩散蠕变： 扩散蠕变：是在较高温度(约比温度(T／Tm)远超过0.5)下的 ( 一种蠕变变形机理。 它是在高温下大量原子和空位定向移动造成的 高温下大量原子和空位定向移动造成的。 高温下大量原子和空位定向移动造成的 在不受外力情况下，原子和空位的移动无方向性，因而宏观 上不显示塑性变形。 但当受拉应力σ作用时，在多晶体内产生不均匀的应力场 产生不均匀的应力场。 产生不均匀的应力场
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刃位错攀移克服障碍的几种模型： 刃位错攀移克服障碍的几种模型： 可见，塞积在某种障碍前的位错通过热激活可以在新的滑移 面上运动（a），或与异号位错相遇而对消（b），或形成亚 晶界（c），或被晶界所吸收（d）。
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当塞积群中某一个位错被激活而发生攀移时，位错源便可能 再次开动而放出一个位错，从而形成动态回复过程 动态回复过程。 动态回复过程 这一过程不断进行，蠕变得以不断发展。
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本章介绍内容： 本章介绍内容： 阐述金属材料在高温长时载荷作用下的蠕变现象 蠕变现象。 蠕变现象 讨论蠕变变形和断裂的机理 蠕变变形和断裂的机理。 蠕变变形和断裂的机理 介绍高温力学性能指标及影响因素。 为正确选用高温金属材料和合理制定其热处理工艺提供基础 知识。
热处理常见缺陷分析与对策-学习总结
热处理常见缺陷分析与对策时 间：2020.10.28 学习人：吴俊 部 门：试验检测中心基本知识点：1、热处理缺陷直接影响产品质量、使用性能和安全。
2、热处理缺陷中最危险的是：裂纹。
有：淬火裂纹、延迟裂纹、冷处理裂纹、回火裂纹、时效裂纹、磨削裂纹和电镀裂纹。
其中生产中最常见的裂纹是纵火裂纹。
3、热处理缺陷中最常见的是：热处理变形，它有尺寸变化和形状畸变。
4、淬火获得马氏体组织，以保证硬度和耐磨性。
淬火后应进行回火，以消除残余应力，如W6Mo5Cr4V2应进行一次回火。
5、亚共析钢淬火加热温度： +（30-50）度。
6、高速钢应采用调质处理即淬火+高温回火。
7、回火工艺若控制不当则会产生回火裂纹。
8、热处理过热组织可通过多次正火或退火消除，严重过热组织则应采用高温变形和退火联合作用才能消除。
9、渗氮零件基本组织为回火索氏体。
其原始组织中若有大块F 或表面严重脱碳，则易出现针状组织。
10、有色金属最有效的强化手段是固溶处理和固溶处理+时效处理。
11、疲劳破坏有疲劳源区、裂纹疲劳扩展和瞬时断裂三个阶段。
12、高速钢的热组织为：共晶莱氏体，也有可能晶界会熔化。
13、应力腐蚀开裂的必要条件之一是：存在拉应力。
14、65Mn 钢第二类回火脆性温度区间为250-380。
钼能有效抑制第二类回火脆性。
15、热处理时发生的组织变化中，体积比容变化最大的是马氏体。
16、防止淬裂的工艺措施：等温淬火、分级淬火、水-油淬火和水-空气双液淬火。
17、高温合金热处理产生的特殊热处理缺陷有：晶间氧化、表面成分变化、腐蚀点、晶粒粗大及混合晶粒等。
18、感应加热淬火缺陷有：表层硬度低、硬化层深度不合格、变形大、残留应力大、尖角过热及软点与软带。
19、弹簧钢的组织状态一般为：T+M 。
20、氢脆条件：氢的存在、三项应力和对氢敏感的组织。
21、断裂有脆性断裂和韧性断裂。
绝大多数热处理裂纹属脆性断裂。
22、高碳钢淬火前应进行球化退火。
23、时效变形的主要影响因素有：化学成分、回火温度和时效温度。
热处理工艺对高强度钢材料的断裂韧性和冷弯性的提升
热处理工艺对高强度钢材料的断裂韧性和冷弯性的提升高强度钢材料在现代工业中得到广泛应用，但其断裂韧性和冷弯性常常是制约其应用范围的关键因素。
热处理工艺是一种常用的方法，旨在通过改变材料的组织结构和性质，提高高强度钢材料的断裂韧性和冷弯性。
热处理工艺主要包括回火、正火、淬火和淬火回火等几个步骤。
回火是将钢材加热到一定温度，然后冷却到室温的工艺，其目的是降低材料的硬度和脆性，提高其韧性。
回火温度和时间的选择对钢材的性能提升至关重要，过低的回火温度和时间将无法改善钢材的断裂韧性，而过高的回火温度和时间则容易导致钢材的硬度下降。
因此，在进行回火处理时，需要合理选择回火温度和时间，以实现最佳的性能提升。
正火是将加热到高温然后迅速冷却的工艺，其目的是通过形成马氏体来增加材料的硬度。
正火后的材料通常具有较高的强度，但也相应地降低了材料的韧性。
因此，在正火的基础上进行适当的回火处理，可以在一定程度上提高钢材的韧性，使其更具断裂韧性和冷弯性。
淬火是将加热到高温的钢材迅速冷却到室温的工艺，通过形成马氏体来提高钢材的硬度和强度。
淬火后的钢材具有良好的断裂韧性和冷弯性，但同时也容易出现脆性断裂的问题。
为了解决脆性断裂的问题，可以在淬火的基础上进行回火处理，以获得更好的综合性能。
淬火回火是先进行淬火工艺，然后经过回火处理。
该工艺能够使钢材既具备较高的硬度和强度，又具备较好的断裂韧性和冷弯性。
通过选择适当的淬火温度和回火温度，能够实现最佳的性能提升，使高强度钢材达到最佳的断裂韧性和冷弯性。
总之，热处理工艺对提升高强度钢材料的断裂韧性和冷弯性起着重要的作用。
通过合理选择热处理工艺的参数，如回火温度和时间，淬火温度和回火温度等，能够充分发挥材料的潜力，提高其综合性能。
随着技术的不断发展，热处理工艺在高强度钢材料的应用中将发挥越来越重要的作用，为现代工业的发展提供更好的材料基础。
除了选择合适的热处理工艺参数外，还有其他一些技术和方法可以进一步提升高强度钢材料的断裂韧性和冷弯性。
铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防
铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防铝合金铸件热处理后常见的质量问题有：力学性能不合格、变形、裂纹、过烧等缺陷，对其产生原因和消除与预防方法分述如下。
〔1〕力学性能不合格通常表现为退火状态伸长率〔6 5〕偏低，淬火或时效处理后强度和伸长率不合格。
其形成的原因有多种：如退火温度偏低、保温时间缺乏，或冷却速度太快;淬火温度偏低、保温时间不够，或冷却速度太慢〔淬火介质温度过高〕；不完全人工时效和完全人工时效温度偏高，或保温时间偏长；合金的化学成分出现偏差等。
消除这种缺陷，可采取以下方法：再次退火，提高加热温度或延长保温时间;提高淬火温度或延长保温时间，降低淬火介质温度；如再次淬火，则要调整其后的时效温度和时间；如成分出现偏差，则要根据具体的偏差元素、偏差量，改变或调整重复热处理的工艺参数等。
〔2〕变形与翘曲通常在热处理后或随后的机械加工过程中，反映出铸件尺寸、形状的变化。
产生这种缺陷的原因是：加热升温速度或淬火冷却速度太快〔太剧烈〕；淬火温度太高；铸件的设计构造不合理〔如两连接壁的壁厚相差太大，框形构造中加强筋太薄或太细小〕；淬火时工件下水方向不当及装料方法不当等。
消除与预防的方法是：降低升温速度，提高淬火介质温度，或换成冷却速度稍慢的淬火介质，以防止合金产生剩余应力；在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；根据铸件构造、形状选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具；变形量不大的部位，则可在淬火后立即予以矫正。
〔3〕裂纹表现为淬火后的铸件外表用肉眼可以看到明显的裂纹，或通过荧光检查肉眼看不见的微细裂纹。
裂纹多曲折不直并呈暗灰色。
产生裂纹的原因是：加热速度太快，淬火时冷却太快〔淬火温度过高或淬火介质温度过低，或淬火介质冷却速度太快〕；铸件构造设计不合理〔两连接壁壁厚差太大，框形件中间的加强筋太薄或太细小〕；装炉方法不当或下水方向不对;炉温不均匀，使铸件温度不均匀等。
消除与预防的方法是：减慢升温速度或采取等温淬火工艺；提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质；在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包覆石棉等隔热材料；采用专用防开裂的淬火夹具，并选择正确的下水方向。
变速箱齿轮的热处理常见缺陷及其防止措施
变速箱齿轮的热处理常见缺陷及其防止措施变速箱齿轮是汽车传动系统中的重要组成部分，其质量和性能直接影响到汽车的驾驶稳定性和可靠性。
热处理是提高变速箱齿轮性能的关键步骤之一，然而在热处理过程中常会出现一些缺陷，影响齿轮的质量。
本文将介绍变速箱齿轮热处理常见缺陷以及相应的防止措施。
一、热处理常见缺陷1. 软化现象：在热处理过程中，如果温度过高或保温时间过长，会导致齿轮表面过度软化，从而使齿轮硬度降低。
软化现象会导致齿轮的强度和耐磨性下降，影响其使用寿命。
2. 淬火裂纹：淬火过程中，如果齿轮表面温度不均匀或冷却速度过快，会产生裂纹。
这些裂纹会降低齿轮的强度和韧性，甚至引发断裂。
3. 淬火变形：淬火过程中，由于齿轮的不均匀加热或冷却不均匀，容易导致齿轮发生变形。
变形会影响齿轮的精度和配合性能，导致传动噪声和振动增加。
4. 残余应力：热处理后，齿轮内部会产生残余应力。
过大的残余应力会引起齿轮变形和裂纹，影响齿轮的使用寿命。
二、防止措施1. 控制热处理参数：合理控制热处理温度和保温时间，避免齿轮表面软化现象的发生。
同时，要保证齿轮表面温度均匀，避免淬火裂纹的产生。
2. 优化冷却方式：选择适当的淬火介质和冷却方式，确保齿轮冷却均匀，避免淬火变形的发生。
可以采用喷水冷却或油浸冷却等方式，以提高冷却效果。
3. 适当回火处理：在淬火后进行适当的回火处理，可以降低齿轮的硬度，减少残余应力的产生。
回火温度和时间的选择要根据齿轮的具体材料和要求进行调整。
4. 采用预应力技术：通过在热处理过程中施加预应力，可以减小齿轮的残余应力，提高其承载能力和抗疲劳性能。
5. 严格控制热处理工艺：热处理工艺参数的控制非常重要，要严格按照工艺规范进行操作，避免因操作不当而引起的缺陷。
6. 定期检测和评估：对热处理后的齿轮进行定期的质量检测和性能评估，及时发现并处理问题，确保齿轮的质量和性能稳定。
总结：变速箱齿轮的热处理是确保其质量和性能的关键环节，然而在热处理过程中常会出现软化现象、淬火裂纹、淬火变形和残余应力等缺陷。
35crmo 材料热处理变形规律
35crmo 材料热处理变形规律35CrMo是一种常用的合金钢材料，具有优良的机械性能和热处理变形规律。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能的方法。
本文将重点讨论35CrMo材料的热处理变形规律。
35CrMo材料的热处理包括退火、正火和淬火等工艺。
退火是将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以减少残余应力和改善材料的塑性。
正火是将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却，以提高材料的硬度和强度。
淬火是将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却至室温，以使材料产生马氏体组织，从而提高材料的硬度和抗拉强度。
在35CrMo材料的热处理过程中，温度和冷却速率是影响材料组织和性能的重要因素。
温度过高或冷却速率过快可能会导致材料的变形和裂纹。
因此，在进行热处理时，需要根据具体的工艺要求和材料性能选择合适的温度和冷却速率。
35CrMo材料的热处理变形规律主要表现在组织结构和性能方面。
通过合理的热处理工艺，可以使材料达到理想的组织结构和性能。
例如，在退火过程中，35CrMo材料的晶粒会变得较大且均匀，这有助于提高材料的塑性和韧性。
在正火过程中，材料的碳含量会增加，从而提高材料的硬度和强度。
而在淬火过程中，35CrMo材料会产生马氏体组织，从而使材料具有较高的硬度和抗拉强度。
35CrMo材料的热处理还受到材料的化学成分和加工工艺等因素的影响。
不同的化学成分和加工工艺可能会导致材料的组织和性能发生变化。
因此，在进行热处理前，需要对材料的化学成分和加工工艺进行充分的了解和分析，以确保热处理的效果符合要求。
35CrMo材料的热处理变形规律主要包括退火、正火和淬火等工艺。
通过合理的热处理工艺，可以改变材料的组织结构和性能，从而使材料达到理想的硬度、强度和塑性等要求。
然而，在进行热处理时，需要注意选择合适的温度和冷却速率，并考虑材料的化学成分和加工工艺等因素，以确保热处理的效果满足要求。
TP347厚壁不锈钢管道热处理及裂纹预防措施
TP347厚壁不锈钢管道热处理及裂纹预防措施
厚壁不锈钢管道在工业领域中广泛应用，其热处理和裂纹预防措施对于管道的使用寿命和性能有着重要的影响。
本文将介绍TP347厚壁不锈钢管道的热处理方法及裂纹预防措施。
1. 固溶处理：将TP347厚壁不锈钢管道加热到1050℃左右，然后在空气中冷却。
此处理方法可消除材料中的碳化物和析出物，提高材料的延展性和韧性。
2. 快速冷却：在固溶处理后，将TP347厚壁不锈钢管道迅速放入水中进行淬火。
快速冷却可避免晶间析出，提高材料的硬度和强度。
3. 慢速冷却：将TP347厚壁不锈钢管道在固溶处理后，缓慢冷却。
慢速冷却可保持材料的韧性和延展性，适用于一些对材料强度要求较低的场合。
1. 控制加热温度和时间：加热温度和时间是影响TP347厚壁不锈钢管道裂纹的重要因素。
过高的温度和过长的时间会使材料发生过热和过烧，从而导致裂纹的产生。
2. 避免应力集中：在TP347厚壁不锈钢管道的焊接和冷却过程中，应尽量避免应力集中。
采用适当的焊接参数和工艺，减少焊接变形和应力集中，可以有效预防裂纹的产生。
3. 选择合适的焊接材料和焊接方法：选择适合的焊接材料和焊接方法，可以降低焊接时的应力和热影响区域，减少裂纹的产生。
4. 合理预热和后热处理：在TP347厚壁不锈钢管道的焊接前，进行适当的预热可以减少冷裂纹的产生。
在焊接后进行合理的后热处理，可以缓解残余应力，避免裂纹的扩展。
5. 定期进行无损检测：定期对TP347厚壁不锈钢管道进行无损检测，及时发现潜在的裂纹和缺陷，并采取相应的修复措施，可以保证管道的安全运行。
锻造裂纹与热处理裂纹原理形态
一：锻造裂纹与热处理裂纹形态一：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100X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。
（4）软点：显微组织有块状或网状屈氏体和未溶铁素体等。
模具钢淬火中的裂纹分析及解决方案
模具钢淬火中的裂纹分析及解决方案模具钢在淬火过程中容易发生裂纹问题，这会对模具的使用寿命和性能造成严重影响。
因此，进行裂纹分析并提出解决方案至关重要。
本文将围绕模具钢淬火中的裂纹问题展开讨论，包括裂纹的形成原因、常见的裂纹类型，以及相应的解决方案。
首先，淬火中裂纹的形成原因主要有以下几点：1.内应力积累：模具钢在冷却过程中会出现温度梯度，不同部位的冷却速度不一致，导致内应力积累，最终引发裂纹。
2.不均匀变形：由于模具钢的结构和尺寸复杂，淬火过程中容易产生不均匀变形，造成应力超过材料的弹性极限，从而使裂纹形成。
3.冷却速度过快：过快的冷却速度会导致模具钢表面和内部温度梯度过大，产生应力集中，从而引发裂纹。
常见的裂纹类型主要有：1.表面裂纹：表面裂纹是最常见的裂纹类型，通常由于冷却速度过快或应力集中引起。
这种裂纹通常分布在模具钢的最外层。
2.内部裂纹：内部裂纹是由于冷却速度不均匀或结构变形造成的。
这种裂纹通常分布在模具钢的内部。
针对上述裂纹问题，下面给出一些解决方案：1.控制冷却速度：合理控制冷却速度可以减少模具钢淬火过程中的热应力，降低裂纹的风险。
可以通过增加冷却介质的温度、减小冷却介质的流量或使用其他缓慢冷却方法来实现。
2.合理设计模具结构：模具的设计结构应该避免尖角和过于薄壁的部位，以减少应力集中导致的裂纹。
在可能的情况下，可以添加过渡圆角和半径，有助于减少裂纹的风险。
3.适当的预处理：通过适当的热处理工艺可以改善模具钢的力学性能和织构，减少应力集中和变形，降低裂纹的发生。
这包括应用回火、退火和正火等热处理方法。
4.使用有效的质量控制措施：在制造模具钢过程中，需要严格控制原材料的质量，以确保材料的均匀性和稳定性。
此外，必须严格控制加工中的工艺参数，以确保产品的质量。
总结起来，模具钢淬火中的裂纹问题对模具的使用寿命和性能都有很大的影响。
针对裂纹的形成原因和类型，我们可以通过控制冷却速度、合理设计模具结构、适当的预处理和使用有效的质量控制措施等方面来解决这一问题。
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。
热处理缺陷裂纹产生原因的分析
如钒、 铌、 钛等有细化奥氏体晶粒的作用， 减少钢的过热倾向， 因而减少了淬裂倾向。 １． ２ 原始组织的影响 淬火前钢件的原始组织状态和原始组织对淬裂的影响很 大。 片状珠光体， 在加热温度偏高时易引起奥氏体晶粒长大， 容 易过热， 所以对原始组织为片状珠光体的钢件， 必须严格控制 淬火加热温度和保温时间。 否则， 将因钢件过热导致淬火开裂。 具有球状珠光体原始组织的钢件， 在淬火加热时， 因为球状碳 化物比较稳定， 在向奥氏体转变的过程中， 碳化物的溶解， 往往 残留少量的碳化物，这些残留碳化物阻碍了奥氏体晶粒长大， 与片状珠光体相比， 淬火可以获得较细的马氏体， 因此原始组 织为均匀球状珠光体的钢对减少裂纹来说， 是淬火前较理想的 组织状态。 在生产中， 常常产生重复淬火开裂现象， 这是由于二次淬 火前未进行中间正火或中间退火所致， 未经退火而直接二次淬 火， 组织中没有阻碍奥氏体晶粒长大的碳化物存在， 奥氏体晶 粒极易显著长大， 引起过热。因此在二次淬火中进行一次中间 退火， 同时也可通过退火来达到完全消除内应力的目的。 １． ３ 零件尺寸和结构的影响 零件的截面尺寸过小和过大都不易淬裂。 截面尺寸小的工 件淬火时， 心部很易淬硬， 而且心部和表面的马氏体形成在时 间上几乎是同时进行的， 组织应力小， 不容易淬裂。 截面尺寸过 大的零件， 特别是用淬透性较低的钢制造时， 淬火时不仅心部 不能硬化， 甚至连表层也得不到马氏体， 其内应力主要是热应 力， 不易出现淬火裂纹。因此， 对于每一种钢制的零件， 在一定 的淬火介质下， 存在着一个临界淬裂直径， 也就是说在临界直 径的零件具有较大的淬裂倾向性。 出现淬裂的危险尺寸可能因 钢的化学成分而波动、 加热温度和方法不同而发生变化， 不可 千篇一律。零件的尖角、 棱角、 等几何形状因素， 使工件局部冷 却速度的急剧变化， 增大了淬火的残余应力， 从而增大了淬火 的开裂倾向。 零件截面不均匀性的增加， 淬裂倾向也加大， 零件 薄的部位在淬火时先发生马氏体转变， 随后， 当厚的部位发生 马氏体转变时， 体积膨胀， 使薄的部位承受拉应力， 同时在薄厚 交界处产生应力集中， 因而常出现淬火裂纹。 １． ４ 工艺因素的影响 工艺因素 （ 主要是淬火加热温度， 保温时间， 冷却方式等因 素） 对淬火裂纹倾向影响较大。热处理包括加热、 保温、 冷却等
热处理缺陷
热处理缺陷一、淬火裂纹（一）淬火裂纹的类型和特征1. 纵向裂纹：沿工件纵向分布，裂纹较深而长，一条或几条。
产生原因：完全淬透，温度升高，裂纹倾向增大，尺寸较长而形状复杂的工件易产生纵向裂纹2. 横向裂纹：裂纹垂直于轴向，断口形貌由中心向四周发散，易长生于尺寸较大的工件，由于内外层马氏体相变不同时，相变应力较大产生3. 表面裂纹：呈网状，深度较浅，高频或火焰淬火时，加热未达到奥氏体化温度就快冷火加热到临界温度以上后冷速慢4. 剥离裂纹：表面淬火工件，表面淬硬层剥落或化学热处理后沿扩散层出现的表面剥落称玻璃裂纹。
裂纹平行于工件表面，潜伏在表皮下。
5. 淬火裂纹微观特征：抛光态下，曲折刚直，多沿晶扩展，也有穿晶、混晶扩展，裂纹两侧无脱碳，断口上无氧化色，呈脆性沿晶或混晶断裂。
（二）淬火裂纹形成机理钢中奥氏体向马氏体转变时体积增大所产生的应力导致淬火裂纹。
当钢淬火冷却时，在首先达到M s点温度的工件外层率先形成马氏体，发生体积膨胀，产生应力，外表面的马氏体膨胀几乎不受限制。
继续冷却当靠近中心部位的材料到达M s点温度时，新生的马氏体膨胀收到早已形成的外层马氏体的限制，产生使表面张开的内应力。
当马氏体大量形成所产生的内应力大于零件外层淬火状态的马氏体强度时，便出现开裂。
（三）影响淬火裂纹的因素1. 钢的化学成分：含碳、铬、钼、磷高易引起裂纹2. 材料缺陷：发纹、气泡、碳化物偏析、非金属夹杂、过热、折叠、微裂纹等3. 钢件形状结构：截面急剧变化的工件，有尖角、缺口、孔洞、槽口、冲压标记、刻痕、加工刀痕等应力集中部位易发生。
4. 淬火前原始组织：球状珠光体比片状珠光体不易产生淬火裂纹，因球状珠光体淬成马氏体时其比容变化小、应力小5. 淬火温度淬火温度高易产生裂纹，奥氏体晶粒粗大，淬透性提高，淬裂倾向大。
淬火温度与淬火裂纹发生率之间有三种情况：1）对于小型零件，淬火温度高，淬火裂纹发生率高2）对于大型零件，淬火温度高，淬火裂纹发生率低3）对于中型零件，裂纹发生有个转变温度6. 冷却速度冷速快，使表面产生压应力，内层为张应力，这种应力不易产生裂纹，但冷到马氏体转变点以下时产生相变应力，表面为张应力，易产生淬火裂纹。
汽车发动机曲轴的热处理与失效分析
汽车发动机曲轴的热处理与失效分析发动机作为汽车的“心脏”，承担着转动动力的重要组件。
而发动机曲轴作为发动机中的关键部件之一，其质量和性能直接影响着发动机的运转效果和寿命。
为了提高曲轴的强度和耐磨性，热处理技术被广泛应用于发动机曲轴的制造中，本文将对汽车发动机曲轴的热处理与失效进行分析。
一、热处理工艺概述热处理是通过加热和冷却的过程来改变金属材料的组织结构和性能的方法。
对于汽车发动机曲轴而言，常用的热处理工艺包括调质处理和表面硬化处理。
1. 调质处理调质处理是通过加热曲轴至适宜温度，保温一段时间后快速冷却，以达到改善曲轴的硬度、强度和韧性等性能的目的。
调质处理使得曲轴表面和心部组织形成差异化，表面硬度增加，耐磨性得到提高，同时保证了曲轴的中心部分具有足够的韧性。
2. 表面硬化处理表面硬化处理是对曲轴表面进行局部加热使其达到临界温度，然后迅速冷却。
这样能够形成硬而耐磨的表面层，提高曲轴的耐磨性能。
常见的表面硬化处理方法包括渗碳、氮化和硬质合金喷涂等。
二、热处理对曲轴的影响汽车发动机曲轴在热处理后，其性能和质量都得到了明显的改善，这主要表现在以下几个方面：1. 提高曲轴的硬度热处理后，曲轴表面的硬度得到了显著提高。
表面硬化处理使得曲轴表面形成了硬度较高的层，增强了曲轴的抗磨损性能，延长了曲轴的使用寿命。
2. 提高曲轴的强度和韧性经过调质处理的曲轴，其韧性得到提高，能够在高速和高温下承受较大的应力，不易发生断裂。
曲轴的强度也得到了提高，能够更好地承受引擎转速和负载的冲击。
3. 提高曲轴的耐磨性和疲劳寿命热处理改变了曲轴的组织结构，使其表面更加坚硬，能够更好地抵抗摩擦和磨损。
此外，曲轴的疲劳寿命也得到提高，能够在长时间高速运转下不易疲劳断裂。
三、曲轴热处理失效分析虽然热处理能够显著改善曲轴的性能，但在制造和使用过程中，仍可能出现曲轴热处理失效的问题。
常见的曲轴热处理失效包括淬火裂纹、变形及处理不足等。
1. 淬火裂纹淬火过程中，如果加热温度、保温时间或冷却速度不合适，可能导致曲轴出现裂纹。
热处理工艺性及其影响因素
热处理工艺性及其影响因素热处理工艺性是指热处理过程获得预期结果的难易程度。
热处理工艺性通常是指淬透性、淬硬性、过热和过烧敏感性、耐回火性和回火脆性等。
1、淬透性淬透性指钢接受淬火的能力，即在淬火时所能达到的淬硬层深度。
沿垂直于硬化表面的方向进行测量，当硬度值下降到规定的数值时，这一点距离硬化表面的深度就是淬硬层深度。
它是衡量钢材淬透性好坏的重要依据，通常以含50%（体积分数)马氏体的组织来测量，但工具钢或轴承钢等某些钢种除外，是以含90%或95%马氏体的组织来测量。
淬透性主要取决于其临界冷却速度的大小，而临界冷却速度则主要取决于过冷奥氏体的稳定性，影响奥氏体的稳定性主要是:（1）化学成分的影响主要是碳元素的影响，当C%小于0.77%时，随着奥氏体中碳浓度的提高，显著降低临界冷却速度，C曲线右移，钢的淬透性增大;当C%大于0.77%时，钢的冷却速度反而升高，C曲线左移，淬透性下降。
其次是合金元素的影响，除钴外，绝大多数合金元素溶入奥氏体后，均使C曲线右移，降低临界冷却速度，从而提高钢的淬透性。
（2）奥氏体晶粒大小的影响奥氏体的实际晶粒度对钢的淬透性有较大的影响，粗大的奥氏体晶粒能使C曲线右移，降低了钢的临界冷却速度。
但晶粒粗大将增大钢的变形、开裂倾向和降低韧性。
（3）奥氏体均匀程度的影响在相同冷度条件下，奥氏体成分越均匀，珠光体的形核率就越低，转变的孕育期增长，C曲线右移，临界冷却速度减慢，钢的淬透性越高。
（4）钢的原始组织的影响钢的原始组织的粗细和分布对奥氏体的成分将有重大影响。
（5）部分元素，例如Mn，Si等元素对提高淬透性能起到一定作用，但同时也会对钢材带来其他不利的影响。
通常以钢的淬火临界直径表示淬透性。
2、淬硬性淬硬性指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。
主要取决于马氏体中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。
其他合金元素的影响比较小。
3、过热敏感性与过烧敏感性过热敏感性是指钢淬火加热时，奥氏体晶粒急剧长大的敏感性。
热处理裂纹及其预防
热处理裂纹及其预防热处理裂纹的分类：⾮淬⽕裂纹——表⾯龟裂、表⾯边缘T型裂纹；淬⽕裂纹——纵裂（组织应⼒型）、弧裂（局部拉应⼒型）、⼤型⼯件淬⽕裂纹（纵断、横断）、边廓表⾯裂纹（局部拉应⼒型）、脱裂、第⼆类应⼒裂纹。
纵裂⑴纵裂的宏观形态沿细长零件表⾯启裂，在沿纵向扩展的同时，⼜以垂直表⾯的⽅向向截⾯内部扩展，形成外宽内尖的楔形裂⼝。
纵裂的扩展总是终⽌于截⾯的中⼼处附近，外观上看纵向单条裂纹和横截⾯上的楔形裂⼝，是纵裂的基本宏观形态。
⑵纵裂的形成条件淬透是纵裂形成的必要条件。
⼩⼯件淬透后的应⼒状态属于组织应⼒型残余应⼒，⼀般情况下组织应⼒的切向应⼒显著⼤于轴向应⼒。
因此形成组织应⼒型残余应⼒是纵裂的应⼒条件。
⑶纵裂预防措施①采⽤较缓慢的冷却介质，如油等。
也可⽤⽔、油双液淬⽕，但⽔、油双液淬⽕对于⼀些⼩件⽆实际使⽤价值。
②⼯件加热避免过热，出炉后可适当预冷，淬⽕后及时回⽕。
③加强技术管理技术培训，切实对有关⼯艺操作⼈员进⾏淬裂理论教育。
弧裂⑴弧裂形成的条件应同时具备整体快速冷却、不能淬透、具有弧裂的⼏何敏感部位的结构形式。
⑵⼏何敏感部位的结构形式有孔洞、凹⾯和碗⾯、截⾯尺⼨突变、轴肩。
⑶⼏何敏感部位的缓冷效应具有上述结构形式在淬⽕冷却过程中的主要作⽤是显著降低那⾥的实际冷却速度，产⽣缓冷效应。
⑷⼏何敏感部位处的组织⼏何敏感部位缓冷效应，要么使局部未淬硬产⽣淬⽕屈⽒体并处在马⽒体的包围之中（在⾦相的宏观或微观上可看出）；要么淬硬层被局部明显减薄。
在热处理⽣产中产⽣的弧裂中，前⼀种占绝⼤多数。
⑸弧裂的形成扩展⽅式及典型宏观形态弧裂⾸先在⼏何敏感部位的表⾯上形成，并由此沿曲（弧）⾯先向截⾯内部定向扩展，严重时可穿越零件的其余截⾯，再向零件的外表⾯延伸，直到在那⾥呈弧形露出；严重时常使相应部位沿弧裂脱落（或经敲击即可脱落）。
开裂⾯通常为形状各异的曲（弧）⾯，最典型的是从⼏个不同的⽅向观察时都呈弧形，是判定弧裂的重要依据。
模具钢的热处理与表面处理技术
模具钢的热处理与表面处理技术一、预热处理预热处理是模具钢热处理的第一步，其主要目的是消除模具钢在锻造、铸造过程中产生的内应力，防止在后续的热处理过程中产生变形和裂纹。
预热处理通常采用高温回火或等温退火的方法进行。
二、锻造锻造是模具钢热处理的另一个重要步骤，其主要目的是通过改变模具钢的显微组织结构，提高其力学性能和抗冲击能力。
锻造过程中，模具钢的加热温度、变形程度和冷却速度都会对其最终的组织结构和性能产生重要影响。
三、退火退火是模具钢热处理中常用的一种方法，其主要目的是通过将模具钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得理想的显微组织和机械性能。
退火过程中的加热温度和冷却速度对模具钢的性能有着重要影响。
四、淬火淬火是模具钢热处理中非常关键的一步，其主要目的是通过快速冷却，使模具钢的表面和心部同时达到临界点以下，获得马氏体组织，从而提高模具钢的硬度、强度和耐磨性。
淬火过程中的冷却速度对模具钢的显微组织和性能有着重要影响。
五、回火回火是模具钢热处理的另一个重要步骤，其主要目的是通过将模具钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以调整模具钢的显微组织结构，提高其韧性和抗冲击能力。
回火过程中的加热温度和保温时间对模具钢的性能有着重要影响。
六、深冷处理深冷处理是模具钢热处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢冷却到零下70℃以下，提高模具钢的硬度、强度和耐磨性。
深冷处理过程中的冷却速度和冷却时间对模具钢的性能有着重要影响。
七、表面强化处理表面强化处理是模具钢热处理的一种方法，其主要目的是通过物理或化学手段，提高模具钢表面的硬度和抗磨性。
表面强化处理的方法有很多种，包括渗碳、渗氮、高频淬火等。
八、渗氮渗氮是模具钢表面强化处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢表面渗入氮元素，提高其表面的硬度和抗磨性。
渗氮处理后的模具钢具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。
九、渗碳渗碳是模具钢表面强化处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢表面渗入碳元素，提高其表面的硬度和抗磨性。
304弹簧的热处理
304弹簧的热处理一、引言304弹簧作为一种常见的不锈钢弹簧，因其良好的耐腐蚀性能在各个领域得到广泛应用。
为了提高304弹簧的性能，热处理成为了必不可少的一环。
本文将详细介绍304弹簧的热处理过程，以及热处理对弹簧性能的影响。
二、304弹簧的热处理原理1.退火处理：退火处理是将304弹簧加热到一定的温度，然后缓慢冷却至室温。
退火处理可以消除内应力，提高弹簧的韧性，使其更容易塑性变形。
2.回火处理：回火处理是在退火处理后，将304弹簧重新加热到一定的温度，并保持一段时间，然后冷却至室温。
回火处理可以提高弹簧的强度，同时保持一定的韧性。
3.调质处理：调质处理是将304弹簧先进行淬火处理，使其具有高硬度和高强度，然后进行高温回火处理，以提高弹簧的韧性和耐磨性。
三、热处理工艺参数的选择1.温度：热处理温度的选择至关重要，不同的温度会导致不同的组织形态。
通常，退火处理的温度在800-900℃左右，回火处理的温度在500-600℃左右，调质处理的温度在400-500℃左右。
2.时间：热处理时间也会影响弹簧的性能。
时间过短，无法达到预期的处理效果；时间过长，可能导致弹簧变形或损坏。
通常，退火处理时间为1-2小时，回火处理时间为0.5-1小时，调质处理时间为1-2小时。
3.介质：热处理过程中，介质的选择也对弹簧的性能有一定影响。
常用的介质有空气、水、油等。
空气介质适用于退火和回火处理，水介质适用于快速冷却，油介质适用于缓慢冷却。
四、热处理对304弹簧性能的影响1.硬度：经过热处理后，304弹簧的硬度会有所提高，这有利于提高弹簧的耐磨性和抗疲劳性能。
2.强度：热处理可以提高304弹簧的强度，使其在承受较大载荷时不易断裂。
3.韧性：通过适当的热处理，304弹簧的韧性得到提高，使其在遇到冲击或弯曲时不易断裂。
五、热处理过程中的注意事项1.防止氧化和脱碳：在高温热处理过程中，应采取措施防止弹簧表面氧化和脱碳，以保证弹簧的表面质量。
金属热处理产生的组织缺陷
金属热处理产生的组织缺陷
金属热处理缺陷指在热处理生产过程中产生的使零件失去使用价值或不符合技术条件要求的各种补助，以及使热处理以后的后续工序工艺性能变坏或降低使用性能的热处理隐患。
最危险的缺陷为裂纹，其中最主要的是淬火裂纹，其次是加热裂纹、延迟裂纹、冷处理裂纹、回火裂纹、时效裂纹、磨削裂纹和电镀裂纹等。
导致淬火裂纹的原因：（1）原材料已有缺陷（冶金缺陷扩展成淬火裂纹）；（2）原始组织不良（如钢中粗大组织或魏氏组织倾向大）；（3）夹杂物；（4）淬火温度不当；（5）淬火时冷却不当；（6）机械加工缺陷；（7）不及时回火。
最常见的缺陷是变形，其中淬火变形占多数，产生的原因是相变和热应力。
残余应力、组织不合格、性能不合格、脆性及其他缺陷发生的频率和严重性较低。
内应力来源有两个方面：（1）冷却过程中零件表面与中心冷却速率不同、其体积收缩在表面与中心也不一样。
这种由于温度差而产生的体积收缩量不同所引起的内用力叫做“热应力”；（2）钢件在组织转变时比体积发生变化，如奥氏体转变为马氏体时比体积增大。
由于零件断面上各处转变的先后不同，其体积变化各处不同，由此引起额内应力称作“组织应力”。
材料高温变形
材料高温变形材料在高温条件下的变形是一个重要的研究课题，它对于工程材料的设计、加工和应用具有重要的意义。
高温下材料的变形行为受到多种因素的影响，包括材料的化学成分、晶体结构、热处理状态等。
本文将从材料高温变形的机理、影响因素和控制方法等方面进行探讨。
首先，材料在高温条件下的变形机理主要包括塑性变形、蠕变和疲劳等。
塑性变形是材料在高温下受到外力作用而发生的永久性形变，其机制包括位错滑移、晶界滑移和再结晶等。
蠕变是材料在高温和持续加载条件下发生的变形现象，其机制包括晶粒滑移、晶粒边界的滑移和晶粒的再结晶等。
疲劳是材料在高温条件下受到交变载荷作用而发生的变形和破坏，其机制包括裂纹萌生、裂纹扩展和最终断裂等。
其次，材料高温变形的影响因素主要包括温度、应力、时间和环境等。
温度是影响材料高温变形的主要因素，高温会导致材料的塑性增大，从而加剧变形的发生。
应力是导致材料高温变形的驱动力，高应力会加速材料的变形过程。
时间是影响材料高温变形的重要因素，长时间的高温作用会导致材料的蠕变和疲劳破坏。
环境也会对材料的高温变形产生影响，例如氧化、硫化、水腐蚀等都会加剧材料的高温变形。
最后，控制材料高温变形的方法主要包括合金设计、热处理和表面工程等。
合金设计是通过调整材料的化学成分和晶体结构来控制材料的高温变形行为，例如添加强化相、调整晶粒尺寸等。
热处理是通过控制材料的组织和性能来改善材料的高温变形性能，例如固溶处理、时效处理等。
表面工程是通过改变材料表面的化学成分和结构来提高材料的高温变形抗力，例如表面渗碳、表面涂层等。
综上所述，材料在高温条件下的变形是一个复杂的过程，其机理受到多种因素的影响。
了解材料高温变形的机理、影响因素和控制方法对于材料的设计和应用具有重要的意义，也为材料加工和制造提供了重要的理论基础。
希望本文的内容能够对相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。
热处理变形及裂纹
热处理变形与裂纹工件热处理后常产生变形和开裂，其结果不是报废，也要花大量工时进展修整。
工件变形和开裂是由于在冷、热加工中产生的应力所引起的。
当应力超过弹性极限时，工件产生变形；应力大于强度极限时，工件产生裂纹。
热处理中热应力和组织应力是怎样产生的？只有不断认识这个问题，才能采用各种工艺方法来减小和近控制这两种应力。
在加热和冷却时，由于工件热胀冷缩而产生的热应力和组织转变产生的组织应力是造成变形和开裂的主要原因，而原材料缺陷、工件构造形状等因素也促使裂纹的产生和开展。
后面主要表达热处理操作中的变形和开裂产生原因及一般防止方法，也讨论原材料质量、构造形状等对变形和开裂的影响。
一、钢的缺陷类型1、缩孔：钢锭和铸件在最后凝固过程中，由于体积的收缩，得不到钢液填充，心部形成管状、喇叭状或分散的孔洞，称为缩孔。
缩孔将显著降低钢的机械性能。
2、气泡：钢锭在凝固过程中会析出大量的气体，有一局部残留在处于塑性状态的金属中，形成了气孔，称为气泡。
这种壁光滑的孔洞，在轧制过程中沿轧制方向延伸，在钢材横截面的酸浸试样上那么是圆形的，也叫针孔和小孔眼。
气泡将影响钢的机械性能，减小金属的截面，在热处理中有扩大纹的倾向。
3、疏松：钢锭和铸件在凝固过程中，因局部的液体最后凝固和放出气体，形成许多细小孔隙而造成钢的一种不致密现象，称为疏松。
疏松将降低钢的机械性能，影响机械加工的光洁度。
4、偏析：钢中由于某些因素的影响，而形成的化学成份不均匀现象，称为偏析。
如碳化物偏析是钢在凝固过程中，合金元素分别与碳元素结合，形成了碳化物。
碳化物〔共晶碳化物〕是一种非常坚硬的脆性物质，它的颗粒大小和形状不同，以网状、带状或堆集不均匀地分布于钢的基体中。
根据碳化物颗粒大小、分布情况、几何形状、数量多少将它分为八级。
一级的颗粒最小，分布最均匀且无方向性。
二级其次，八级最差。
碳化物偏析严重将显著降低钢的机械性能。
这种又常常出现于铸造状态的合金具钢和高速钢中。
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热处理变形与裂纹工件热处理后常产生变形和开裂，其结果不是报废，也要花大量工时进行修整。
工件变形和开裂是由于在冷、热加工中产生的应力所引起的。
当应力超过弹性极限时，工件产生变形；应力大于强度极限时，工件产生裂纹。
热处理中热应力和组织应力是怎样产生的只有不断认识这个问题，才能采用各种工艺方法来减小和近控制这两种应力。
在加热和冷却时，由于工件热胀冷缩而产生的热应力和组织转变产生的组织应力是造成变形和开裂的主要原因，而原材料缺陷、工件结构形状等因素也促使裂纹的产生和发展。
后面主要叙述热处理操作中的变形和开裂产生原因及一般防止方法，也讨论原材料质量、结构形状等对变形和开裂的影响。
一、钢的缺陷类型1、缩孔：钢锭和铸件在最后凝固过程中，由于体积的收缩，得不到钢液填充，心部形成管状、喇叭状或分散的孔洞，称为缩孔。
缩孔将显著降低钢的机械性能。
2、气泡：钢锭在凝固过程中会析出大量的气体，有一部分残留在处于塑性状态的金属中，形成了气孔，称为气泡。
这种内壁光滑的孔洞，在轧制过程中沿轧制方向延伸，在钢材横截面的酸浸试样上则是圆形的，也叫针孔和小孔眼。
气泡将影响钢的机械性能，减小金属的截面，在热处理中有扩大纹的倾向。
3、疏松：钢锭和铸件在凝固过程中，因部分的液体最后凝固和放出气体，形成许多细小孔隙而造成钢的一种不致密现象，称为疏松。
疏松将降低钢的机械性能，影响机械加工的光洁度。
4、偏析：钢中由于某些因素的影响，而形成的化学成份不均匀现象，称为偏析。
如碳化物偏析是钢在凝固过程中，合金元素分别与碳元素结合，形成了碳化物。
碳化物（共晶碳化物）是一种非常坚硬的脆性物质，它的颗粒大小和形状不同，以网状、带状或堆集不均匀地分布于钢的基体中。
根据碳化物颗粒大小、分布情况、几何形状、数量多少将它分为八级。
一级的颗粒最小，分布最均匀且无方向性。
二级其次，八级最差。
碳化物偏析严重将显著降低钢的机械性能。
这种又常常出现于铸造状态的合金具钢和高速钢中。
对热处理工艺影响很大，如果有大块碳化物堆集或严重带状分布，聚集处含碳量较高，当较高温度淬火时，工件容易因过热而产生裂纹。
但为了避免产生裂纹，而降低淬火温度，结果又会使硬度和红硬性降低。
碳化物偏析严重将直接影响产品质量，降低使用寿命或过早报废。
5、非金属夹杂物：钢在冶炼、浇铸和冷凝等过程中，渗杂有不溶解的非金属元素的化合物，如氧化物、氮化物、硫化物和硅酸盐等、总称为非金属夹杂物。
钢中非金属夹杂物存在将破坏基体金属的连续性，影响钢的机械性能、物理性能、化学性能及工艺性能。
在热处理操作中降低塑性和强度而且夹杂物处易形成裂纹。
在使用过程中也容易造成局部应力集中，降低工件使用寿命。
夹杂物的存在还降低钢的耐腐蚀性能。
6、白点：钢经热加工后，在纵向断口上，发现有细小的裂纹，其形状为圆形或椭圆形的，呈银亮晶状斑点。
在横向热酸宏观试样上呈细长的发裂，显微观察裂缝穿过晶粒，裂缝附近不发现塑性变形，裂缝处无氧化与脱碳现象。
这种缺陷称为白点。
白点将显著降低横向塑性与韧性，在热处理中易形成开裂。
7、氧化与脱碳：钢铁在空气或氧化物气氛中加热时，表面形成一层松脆的氧化皮，称为氧化。
表面的碳被“燃烧”使表面的碳分减少或完全失去。
这种现象称为脱碳。
钢的表面脱碳将降低表层机械性能。
对需淬火的钢得不到所需的硬度，尤其工具钢和轴承钢热处理时会形成淬火软点。
高速工具钢会降低红硬性。
氮化零件氮化前表面脱碳，使氮在表层具有很大的饱和度，形成脆性。
8、过热和过烧：钢在加热时，超过正常加热温度或保时间过长，使奥氏体晶粒过于粗大的现象称为过热。
这将影响钢的机械化性能和工艺性能。
锻造时过热是形成裂纹的原因之一。
淬火过热后具有粗大的针状马氏体组织，韧性较低，也往往使淬火零件的内应力增大，产生变形与开裂。
过热还使钢出现严重的氧化与脱碳。
钢的加热温度接近于熔化温度，沿晶界处产生熔化或氧化现象，称为过烧。
过烧后钢的强度很低，脆性很大。
在锻造或热处理时必然会裂开，断口失去金属光泽。
钢的过烧是无法用热处理或其它方法补救。
9、脆性：金属材料，由于某些原因受力突然断裂，其韧性（有时是塑性）强烈下降，其它机械性能下降不大或不变（有的性能甚至反而上升如硬度），在断裂的过程中没有明显的变形特征，这种现象称为脆性。
脆性将显著地降低钢的冲击韧性与塑性，产生一次断裂。
10、疲劳：金属长期受不同形式的交变负荷作用时，在工作应力显著低于抗拉强度的应力下发生断裂的现象称为疲劳。
二、热处理基本应力:热处理基本的内应力可分为：工件因内外温差所引起的内应力称为“热应力”；工件内外组织不同时转变，或同一截面存在着组织不同造成比容差异所引起的内应力称为“组织应力”。
热处理后工件中的残留应力，就是在急冷过程中由于上述应力叠加作用的结果，所以又叫“残余应力”。
1、热应力：将钢件加热到组织转变点（A1）以下，随即急冷到室温，工件中的内应力是“热应力“。
热应力在工件上有三个方向情况，沿直径方向心部为拉应力，表面为零，一般不予考虑。
沿心轴方向和切线方向表面都是压应力，心部也同是拉应力，特别是心部轴向应力很大。
常见的大型轴类零件如轧辊等，因轴向残余热应力最大值是在工件半径的中心部位附近；再加上心部往往存在着气孔、夹杂、白点、锻造裂纹等缺陷，因些，在巨大轴向拉应力的作用下，成为断裂的起点，最终发展为横向断裂。
这是热应力对大工件造成不利的一面；但在急冷时热应力使工件表面产生压应力，对提高一般形状简单的小轴类零件抗疲劳能力是有利的。
急冷热应力有二个特点：一是使工件表面产生压应力，心部产生拉应力。
二是大型轴类零件心部轴向拉应力特别大。
2、组织应力：将奥氏体稳定性很高的铁镍合金试样自900℃缓冷至马氏体转变点（Ms）点330℃以上时，热应力可以认为在缓慢冷却并通过塑性变形等过程松驰掉。
当试样在330℃冰水中淬火，表面首先转变为马氏体，而心部仍然是奥氏体。
因马氏体比容大于奥氏体的比容。
所以表面先膨胀，而未发生组织转变的心部却阻碍其膨胀，这时表面承受心部的反抗作用是压应力而心部受拉应力。
在这两种比容不同所产生应力的作用下，引起心部不均匀塑性变形。
变形情况是工件体积在最大线度方向伸长工件表面趋向凹形，尖角突出。
心部继续冷却时，奥氏体也开始转变为马氏体要发生体积膨胀，因此，心部承受压应力，表面为拉应力。
这种应力一直残留到室温又叫残余组织应力。
组织应力的特点是工件表面受拉应力，心部受压应力。
而且靠近表面层切向拉应力大于轴向拉应力。
此外，工件在淬火时，由于钢的淬透性以及冷却速度不同往往不可能完全淬透，淬火后表面获得马氏体，心部仍然是珠光体型，因在同一截面上出现不同组织，所以比容有差别，这种由比容所引起的内应力也是组织应力。
其特点是在不同组织交界处附近产生很大的内应力，比容大的淬透层与心部交界处外产生压应力，界内产生拉应力。
从以上所讨论的情况来看，在急冷过程中，组织应力与热应力的分布恰好相反。
一般钢件加热到相变温度以下如奥氏体不锈钢、高锰钢无相变工件加热到淬火温度，急冷时都只能产生热应力；而对于急冷时有相变的工件则是组织应力和热应力同时产生。
所以一般工件淬火后产生的残余应力，是由热应力和组织上应力综合作用的结果。
还由于原材料化学成份和冶金质量差异，工件结构尺寸和形状的不同，冷却速度的快慢等等，影响因素远比上述分析复杂，困此在解决实际问题时，要做全面的分析，找出是热应力还是组织应力起主导作用，来判别变形趋向和裂纹产生的可能性。
通过各种措施以控制变形和防止裂纹的产生。
三、淬火变形产生的原因及防止方法工件因热处理引起的变形，可分为：形状变化——弯曲和翘曲。
体积变化——胀大和收缩。
由组织转变而引起的体积变化是热处理中不可避免的。
1、弯曲变形：（1）影响弯曲变形的因素：工件加热不均、冷却不当、形状特殊、冷加工时残余应力过大以及加热过程中工件自重等因素，都对产生弯曲变形有一定影响。
在热应力和组织应力的作用下，上述因素更促使变形的产生。
现结合生产中遇到的情况加以说明：（2）实例:(a)、加热不均造成变形：见附图“龙门剪刀片变形示意图，材料为GCr15，要求硬度为HRC58~60。
因为工件较长，在燃油炉中水平放置加热，淬火后发现侧弯3~5mm，校直困难。
分析原因：在炉中加热时靠炉底这个侧面加热缓慢，温度稍低，上部加热充分，温度较高，又因工作时翻动不够，使上下两面因温度差别而膨胀不一致淬油前就产生一定弯曲。
另外淬火后加热充那一面，奥氏体化均匀，溶入碳量较多，使上下两面马氏体比容差大，更加大了弯曲变形量。
所以在淬火时加热要均匀，保温要充分。
(b)、冷却浸入方式不对引起弯曲：见附图为棒状或平板形工件，不是垂直浸入冷却剂，造成先下水那一面先冷却收缩（热应力作用），当继续冷却时组织转变发生膨胀，上部冷却收缩成图b所示，工件再继续冷却时，上部也发生组织转变，弯曲只能得到稍有恢复。
（c）、截面形状不对称造成弯曲：工件截面不对称，淬入冷却剂后会产生截面各处冷却快慢的差别造成弯曲变形。
（d）、由于工件自重引起加热时弯曲：工件在炉中放置的方法不对，或者因为炉底的凹凸不平，以及工件的捆扎方法不正确，都会因自重而在加热时产生弯曲变形。
（e）、其它变形：高速钢、CR12等合金钢工件，在作分级淬火时，如分级温度较高，出炉后冷却不当，也会引起工件变形。
如高速钢薄片刀，一次500度分级淬火，出热浴后平放在地上，结果靠地面一边凸起，分析原因：从热浴中取出后，工件内部组织仍为过冷奥氏体，当平放于地面时，下面靠地面因先冷使组织先发生转变引起体积膨胀，引起变形。
如果出浴后悬挂空冷不注意，靠鼓风机一侧也会产生类似的情况。
又如几个工件捆扎或紧靠在一起时也会发生弯曲变形。
如两零件紧靠浸入冷却剂中冷却时因两内侧面冷却不良工件两面冷却速度不同便产生向外侧凸起弯曲变形。
靠边外侧硬度高，内侧硬度低。
（f）、冷加工残余应力引起热处理变形：如工件在热处理前存在着加工残余应力，则在热处理中加工残余应力会使工件发生变形：强烈磨削加工之后使工件在热处理时产生较大变形，在车削时产生的塑性变形造成热处理时有更大变形。
解决的方法是淬火前工件应进行550~600度低温退火以消除加工残余应力。
（3）、减少弯曲变形的措施：弯曲变形虽然可以校直，但增加了工作量，有时还会发生废品。
减少变形常用方法如下：（A）、正确选材和合理设计：对于形状复杂截面悬殊的零件，最好采用合金结构钢用油淬，以减少变形。
复杂的模具、量具可采用微变形钢用分级或等温淬火来减少变形。
在设计零件时不仅考虑承受外力和结构的需要，而且要考虑到热处理时变形和开裂，因此尽量采用对称截面。
（B）、正确选择浸入方式：正确的浸入方式主要考虑通过调整冷却顺序达到均匀冷却和防止汽泡产生目的。
（C）、采用加强筋：在预知淬火后的变形方向时，可在易变形方向上增加补强筋防止变形。