热处理缺陷的金相分析详解
热处理厂金相分析报告40Cr
裂纹中白块是金 属夹杂物
金属基体 上有许多 点状夹杂 物 非金属夹 杂物:2.5 级 评定标 淮:GB/T1 05612005
金相照 片:A 50x 未浸 蚀
金相照 片:B 100x 4% 硝酸酒精 浸蚀 裂纹中夹 有异种金 属夹杂物 金相组 织: 珠光体+ 铁素体
分析:由 于靠近镙 纹孔,淬 火泠 却性能 好.材料 中的金属 与非
金属夹杂 物的存 在,导致 淬火 应力分布 不均,而 延夹杂物 严 重处开 裂.
结论:原 材料夹杂 物严重引 起 淬火开 裂.
试验人:
试验日 期:2011. 08.31
热 处 理 厂
送样单 位:本厂 质检
火后镙 纹孔附近 有纵向裂 纹,要求 查原因.
金相照 片:
金 相分 析报 告
试样状 态: 盐 炉淬火 试样数 量: 1 件 检测项 目: 裂 纹
裂纹尾部许多点状 非金属夹杂物
裂纹尾部 由非金属 夹杂物构 成
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。
钢的热处理缺陷分析
钢的热处理缺陷分析（2学时）一、实验目的：1、了解热处理各种热处理缺陷产生的原因及防止措施，2、用金相显微镜观察及分析各种热处理缺陷，3、学会用金相显微镜测定脱碳层的方法。
二、实验内容：在各种热处理工艺中淬火缺陷最为常见，如硬度不足、软点、变形甚至开裂等，但产生的原因很多，须丛各个方面进行检查及分析。
其中金相检验较为方便，而占有重要地位。
（一）、热处理缺陷分析的一般步骤：首先应了解零件的技术要求，使用材料、热处理工艺等。
1、零件的外观检查；有无裂纹、裂纹的情况、分布状况及大小，断口形貌。
2、硬度测量：判断热处理硬度是否达到技术要求，为金相检验提供数据。
3、必要时进行材料的化学成分分析；判断材料是否混料而误用成其它材料。
4、正确的取样；选取有代表性的部位，否则将得出错误结论。
5、金相检验：试样经磨制抛光后，必要时可在浸蚀之前检查裂纹形态和夹杂物的情况，来判断是否是形成裂纹的原因。
6、作出结论：通过多方面的检验后，找出缺陷形成及产生的证据及原因，可能的话提出改进的建议。
三、常见的热处理缺陷有如下几种；1，、中碳钢及中碳合金钢淬火后正常组织是细小及中等粗细的马氏体。
当这种马氏体组织中有部分铁素体，就会使淬火马氏体的硬度下降，当铁素体数量越多硬度就越低，产生这种现象的主要原因是加热温度低于A C3。
所致。
2、另外在中碳钢及中碳合金钢淬火后正常组织是细小及中等粗细的马氏体。
当这种马氏体组织中夹有贝氏体或屈氏体，有时还伴有少量铁素体，就会使淬火马氏体的硬度下降，后两者的数量越多则硬度越低，产生这种现象的主要原因是冷却速度不够迅速。
马氏体+铁素体组织马氏体+屈氏体组织当马氏体太细小，同时又出现白色块状铁素体，这是淬火加热温度偏低所制。
2、高碳钢及高碳合金钢再淬火后的正常淬火组织应该是针状或细针状马氏体及均匀分布的小颗粒炭化物。
当组织中炭化物颗粒较多，这说明炭化物溶入不足，马氏体的碳及合金化浓度不够，甚至有部分未溶入奥氏体的珠光体小区域存在，这时还表现为硬度低或硬度不均匀。
铸铁金相性能及缺陷方面的知识
1、金相、机械性能方面：铸铁组织：铁素体：是碳在α-Fe中的固溶体，其性能接近于纯铁。
奥氏体：是碳在γ-Fe中的固溶体，其强度低、塑性好。
石墨：（1）灰铸铁石墨：A型石墨：均匀分布五方向性石墨，是理想的灰铸铁石墨。
B型石墨：片状和点状石墨聚集成菊花状，常在C、Si含量较高、冷却速度较大的近共晶或过共晶成分铸件中形成。
开始过冷较大，成核条件。
C型石墨：初生的粗大直片状石墨。
可以增加热导率，降低弹性模量，降低热应力，从而提高抗热冲击能力。
过共晶成分形成（缓冷条件）。
D型石墨：细小卷曲的片状石墨在枝晶间无方向性分布。
不加合金往往伴随有铁素体的产生。
石墨形核条件差，冷却速度大而造成过冷时形成，因而保留初生奥氏体的形态，石墨细小而分支发。
E型石墨：片状石墨在枝晶二次分支晶呈方向性分布。
往往在珠光体上得，其耐磨性像珠光体加A型石墨组织一样。
容易在CE较低（亚共晶层度大）奥氏体枝晶多而发达的铸铁中形成，由于枝晶间共晶液少，析出共晶石墨只好沿枝晶方向分布，故有方向性。
F型石墨：初生的星状与蜘蛛状石墨。
过共晶成分快速冷却形成。
（2）球墨铸铁石墨：球状石墨：球墨铸铁想要得到的理想石墨形态。
不规则状石墨：是指那些仍保持个体完整，但是外形很不规则、近视球状的石墨。
球化元素残留量不足，稀土加入量过多，强过共晶成分异态球型石墨：包括开花型石墨、雪花型石墨、碎块型石墨、球虫型石墨、球片型石墨、蟹型石墨。
开花型石墨、雪花型石墨：都是由相互无联系的快形石墨组成。
从形貌上看都是有石墨爆裂而生成，但爆裂程度不同。
在显微镜下观察区别：开花型石墨像是由很多个单晶体组成的花团，外表具有明显的螺旋生长的特征，它的外周大体保持圆整，雪花状石墨的爆裂程度较大，但是碎裂的石墨通过一个核心联系起来，外形已经不能保持圆整。
碎块状石墨：形状很不规则，在光学显微镜下呈厚度多变的条状、点状和扇状。
球虫状石墨和片状石墨：形貌相似，由球状石墨表面生长出蠕虫状或片状石墨。
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。
热处理组织与缺陷形态观察
各向异性，沿带状组织的方向明显优于其垂直方向。降低钢的塑性、
冲击韧性和断面收缩率，造成冷弯不合、冲压废品率高、热处理时 钢材容易变形等不良后果。 带状组织一般通过正火或扩散退火得以消除和改善。
7、网状碳化物（T12）
过共析碳素钢、合金钢等钢材在轧后冷却过程中，在Acm～Ar1温度范围 内，浓度过高的碳以碳化物形式沿奥氏体晶粒边界析出，包围着奥氏体晶粒， 在显微镜下呈现网状，叫网状碳化物。 网状碳化物将增大钢中化学成分的不均匀性，在热处理淬火时容易造成很
6、带状组织（40钢）
带状组织一般出现在热轧低碳结构钢显微组织中，沿轧制方向平行
排列、成层状分布。
这是由于钢材在热轧后的冷却过程中发生相变时，铁素体优先在由 枝晶偏析和非金属夹杂延伸而成的条带中形成，导致铁素体形成条带， 铁素体条带之间为珠光体，两者相间成层分布。
带状组织危害：使钢的组织不均匀，并影响钢材性能，形成
大的组织应力，导致零件的变形及开裂。而且使钢材的机械性能降低，尤其是
冲击性能的降低。 网状碳化物出现后，一般采用退火后提高淬火温度重新处理。
三、实验方法
（1）仔细观察所列试样，研究每个样品组织特征；
（2）描绘试样显微组织的示意图；
四、实验报告
（1）描绘样品的热处理缺陷组织形貌； （2）试详细分析各个热处理缺陷组织的形成原因及消除的方 法。
2、过烧现象（W18Cr4V）
过烧：加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔 化，导致晶界弱化。 钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。 因此在工作中要避免过烧的发生。
3、粗大马氏体（T14）
在低碳马氏体的表现为板条束群粗大（指同一方向上的板条 束）。 在高碳马氏体的表现为马氏体针粗大，特别对于高合金钢， 往往还伴随大量残余奥氏体。 粗大马氏体降低钢件的冲击韧性及塑性，由于残余奥氏体较 多，其硬（30钢）
钢的热处理组织分析判断方法
钢的热处理组织分析判断方法钢的热处理组织分析判断方法金属的热处理是否合格，重要的判断是金相组织，下面将简要介绍热处理的分析判断方法，有不对的地方请大家指正。
一、观察方法：1.观察组织组成物和种类钢热处理后，根据热处理种类和材料的不一样，组织组成物可能是一种或多种。
如马氏体，马氏体+残余奥氏体，单一珠光体，单一奥氏体，铁素体+珠光体，铁素体+马氏体+碳化物等等。
金相观察时，首先要判断被观察组织中有几种组织组成物，是单一组成物，还是两种或多种组成物。
在组织组成物中，某一组成物可以是单一相，如铁素体或奥氏体等单相；也可以是两相或多相混合组成或化合物，如珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物，各种碳化物等。
不同的组成物有不同的形态特征，利用这些特征可以快速的识别：不同的组成物受溶液浸蚀的程度不同，使得其在金相显微镜下具有不同的明暗程度或不同的色彩差；不同组成物形成的先后顺序不一样，其形态也不一样，最先形成的总是从奥氏体晶界开始形核；各组成物形成的原理不一样，形态也有差异。
通过这些就可以判别被观察物的组成种类。
大多数情况下，能够观察到几种不同明暗程度或几种形态不同的部份，就可以判定有几种组成物。
2.观察形态组织组成物的形态是我们判别组成物的极其重要的依据之一。
一些特定组织具有极显著的特征，如典型的珠光体具有层片状（或称指纹状）特征，一看就知道是珠光体；羽毛状物是上贝氏体。
白色的块状物不是铁素体就是奥氏体或碳化物，黑色针状物不是马氏体就是下贝氏体，沿晶分布的白色块状或针状肯定是铁素体或碳化物（渗碳体）两者之一等等。
要观察组织物是片状、针状、块状、颗粒状、条状、网状或者是其它什么形状。
有时，还要精细观察是单一相还是复合相。
在观察中要注意试样的浸蚀程度，只有合理的浸蚀，各种组织才会正确的显现出来，同时，制样也很关键，错误的制样可能导致对组成物的错误判断。
由于制样和浸蚀问题，导致的判断错误在新手中屡见不鲜。
在观察中还要注意，对于观察到的白色或黑色物，不要轻易就认为是一种组成物。
钢的热处理组织分析判断方法
钢的热处理组织分析判断方法金属的热处理是否合格，重要的判断是金相组织，下面将简要介绍热处理的分析判断方法，有不对的地方请大家指正。
一、观察方法：1.观察组织组成物和种类钢热处理后，根据热处理种类和材料的不一样，组织组成物可能是一种或多种。
如马氏体，马氏体+残余奥氏体，单一珠光体，单一奥氏体，铁素体+珠光体，铁素体+马氏体+碳化物等等。
金相观察时，首先要判断被观察组织中有几种组织组成物，是单一组成物，还是两种或多种组成物。
在组织组成物中，某一组成物可以是单一相，如铁素体或奥氏体等单相；也可以是两相或多相混合组成或化合物，如珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物，各种碳化物等。
不同的组成物有不同的形态特征，利用这些特征可以快速的识别：不同的组成物受溶液浸蚀的程度不同，使得其在金相显微镜下具有不同的明暗程度或不同的色彩差；不同组成物形成的先后顺序不一样，其形态也不一样，最先形成的总是从奥氏体晶界开始形核；各组成物形成的原理不一样，形态也有差异。
通过这些就可以判别被观察物的组成种类。
大多数情况下，能够观察到几种不同明暗程度或几种形态不同的部份，就可以判定有几种组成物。
2.观察形态组织组成物的形态是我们判别组成物的极其重要的依据之一。
一些特定组织具有极显著的特征，如典型的珠光体具有层片状（或称指纹状）特征，一看就知道是珠光体；羽毛状物是上贝氏体。
白色的块状物不是铁素体就是奥氏体或碳化物，黑色针状物不是马氏体就是下贝氏体，沿晶分布的白色块状或针状肯定是铁素体或碳化物（渗碳体）两者之一等等。
要观察组织物是片状、针状、块状、颗粒状、条状、网状或者是其它什么形状。
有时，还要精细观察是单一相还是复合相。
在观察中要注意试样的浸蚀程度，只有合理的浸蚀，各种组织才会正确的显现出来，同时，制样也很关键，错误的制样可能导致对组成物的错误判断。
由于制样和浸蚀问题，导致的判断错误在新手中屡见不鲜。
在观察中还要注意，对于观察到的白色或黑色物，不要轻易就认为是一种组成物。
50mn热处理金相
50mn热处理金相50Mn热处理金相热处理是一种常用的金属材料改性工艺，通过对金属进行加热和冷却处理，使其获得特定的组织和性能。
在金属材料中，50Mn钢是一种具有较高强度和硬度的合金钢，广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
本文将以50Mn热处理金相为主题，介绍其热处理工艺及金相组织分析。
一、热处理工艺热处理工艺是指通过加热和冷却对金属材料进行结构和性能调控的工艺。
在50Mn钢的热处理过程中，常用的工艺包括退火、正火和淬火。
退火是将材料加热至适当温度，保温一段时间后缓慢冷却，以消除材料内部应力，改善其塑性和可加工性。
正火是将材料加热至临界温度，保温一段时间后以适当速度冷却，以获得较高强度和硬度。
淬火是将材料迅速冷却至室温，使其产生马氏体组织，从而获得更高的硬度和强度。
二、金相组织分析金相组织分析是通过金相显微镜观察和分析材料的显微结构来研究材料的性能和工艺。
在50Mn钢的金相分析中，常见的组织包括珠光体、铁素体和马氏体。
珠光体是一种具有良好塑性和韧性的组织，为50Mn钢的主要组织之一。
铁素体是一种较软的组织，具有较低的强度和硬度。
马氏体是一种具有高强度和硬度的组织，是通过淬火过程形成的。
三、50Mn热处理金相的影响因素在50Mn钢的热处理过程中，有许多因素会影响其金相组织和性能。
首先是加热温度，不同的加热温度会导致不同的组织结构和性能。
过高的加热温度会导致晶粒长大和组织疏松，影响材料的硬度和强度。
其次是保温时间，保温时间过长会导致过度晶粒长大和相变不完全，影响材料的性能。
此外，冷却速度也是影响金相组织的重要因素，过快或过慢的冷却速度都会导致组织不均匀和性能下降。
四、50Mn热处理金相的优化为了获得理想的金相组织和性能，需要对50Mn钢的热处理工艺进行优化。
首先是选择合适的加热温度和保温时间，以保证组织的均匀和相变的完全。
其次是控制合适的冷却速度，以避免组织不均匀和性能下降。
此外，还可以采用复合热处理工艺，如正火加淬火或退火加正火，以进一步提高材料的强度和硬度。
金属热处理缺陷分析及案例ppt课件完整版
▪ D、淬火方法合适：
▪ 应选择增加热应力、减少相变应力 的淬火方式。
▪ （1）、预冷淬火（降温淬火或延迟淬 火）。
▪ （2）、多介质淬火：
▪
①、双介质淬火：先强冷后弱冷，
如水－油、水－空、盐水－油、油－空
气、碱－空气。
▪ ②、三介质淬火：适用于形状复杂、 变形要求严格的零件如碳素钢零件。
▪ （3）、分级淬火：快冷至Ms点上保温 后空冷。如截面大、易变形开裂的高 碳、高速钢等，应采用2次或3次的逐 级分级淬火。
▪ A、正确设计产品。 ▪ （1）、技术性和经济性。 ▪ （2）、结构设计：
①、截面尺寸均匀； ▪ ②、圆角过渡； ▪ ③、形状：球形冷却快于板料。 ▪ （3）、热处理条件
B、合理安排工艺路线
▪ （1）、形状复杂精度高的零件，粗精加 工之间的淬火前应安排去应力退火。
▪ （2）、大截面零件（直径或厚度＞50） 的高碳钢：淬火前正火。小截面高碳钢 件淬火前应球化退火。
二、过热与过烧：
▪ （一）、区别: ▪ 过热：温度高导致晶粒粗大，性能降低。 ▪ 过烧：温度高导致晶界氧化并部分熔化。 ▪ （二）、过热： ▪ 特点是晶粒粗大、淬火马氏体粗大、有
魏氏组织、网状碳化物、石墨化共晶组 织等。预防措施如表5－9所示。
（三）、过烧：
▪ 过烧使零件性能严重恶化，易产生 热处理裂纹，因而过烧是不允许的热处 理缺陷。
金属热处理缺陷 分析及案例
授课内容：
▪ 第一部分： ▪ 常见热处理缺陷的特征、产生原因、
危害性和预防措施。 ▪ 第二部分： ▪ 热处理质量全面控制体系。 ▪ 第三部分： ▪ 典型热处理缺陷案例分析。 ▪ 第四部分： ▪ 总结复习
▪第一部分
▪热处理缺陷特征、原因 及防止措施
碳钢热处理后的组织金相分析
碳钢热处理后的组织金相分析Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34一、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线（C曲线）。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图1中的υ1）应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到υ2时（相当于空冷），得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到υ3时（相当于油冷），得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至υ4、υ5（相当于水冷），很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点（Ms）后，瞬时转变成马氏体，其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度（υ4）称为淬火的临界冷却速度。
图1 图23、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，如图2所示。
当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图2中υ1），转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大，即υ3>υ2>υ1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光体的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
因此，v1的组织为铁素体+珠光体；v2的组织为铁素体+索氏体；v3的组织为铁素体+屈氏体。
金属热处理过程中的硬度、力学性能及组织不合格问题解析
金属热处理过程中的硬度、力学性能及组织不合格问题解析1. 硬度不合格金属材料的硬度与其静拉伸强度和疲劳强度存在一定的经验关系，并与金属的冷成形性、切削加工性和焊接性能等加工工艺性能存在某种程度的关系；硬度试验不损坏工件，测试简单，数据直观，故而被广泛用作热处理工件的最重要的质量检验指标，不少工件还是其唯一的技术要求。
硬度不合格是最常见的热处理缺陷之一。
主要表现为硬度不足、淬火冷却速度不够、表面脱碳、钢材淬透性不够、淬火后残余奥氏体过多、回火不足等因素造成的。
淬火工件在局部区域出现硬度偏低的现象叫做软点。
软点区域的围观组织多为马氏体和沿原奥氏体晶界分布的托氏体混合组织。
软点或硬度不均匀通常是由于淬火加热不均匀或淬火冷却不均匀所引起。
加热时炉温不均匀，加热温度或保温时间不足是造成加热不均匀的主要原因。
冷却不均匀主要由于淬火冷时工件表面附着着淬火介质的气泡、淬火介质被污染（例如水中有油悬浮珠）或淬火介质搅动不充分所造成的。
此外，钢材组织过于粗大，存在严重偏析，大块碳化物或大块自由铁素体也会造成淬火不均匀形成软点。
1.1 软点淬火加热的目的是使工件在淬火过程中完成组织转变。
为此，必须加热到适当温度并有足够保温时间。
加热温度偏低和保温时间不足使得原珠光体组织未能完全转变为奥氏体和转变的奥氏体成分不均匀，淬火后得不到完全马氏体组织，结果使工件淬火后形成软点。
图1为T12钢制造的手用丝锥因加热不足形成的显微组织：细针马氏体+淬火托氏体+珠光体。
性能上表现为硬度不均匀。
▲图1 T12A钢加热不足的显微组织1-细针马氏体 2-淬火托氏体 3-珠光体淬火介质搅拌不充分，工件在淬火介质中移动不够或者工件进入介质方向不对时，往往延迟了工件表面某些部位的蒸汽膜破裂，导致该处冷却速度降低，从而出现高温分解产物，形成软点或局部硬度下降。
水蒸气膜比盐水稳定，因此软点更易在水淬的工件上形成。
水和水溶液的温度越高越容易产生软点。
淬透性较差的碳钢，工件截面较大时容易出现软点。
轴承热处理及金相分析
轴承热处理及金相分析-热处理问题探讨瓦轴质量保证部一、认识钢铁：按照含碳量不同区分轴承FCDP130184670/HCYAD/W283滚子材料：G20Gr2Ni4,含碳量（0.17-0.23%）；表面含碳量：≥0.80%。
GCr15,GCr15SiMn,含碳量（0.95-1.05%）铁碳平衡相图1、又叫铁碳相图或铁碳状态图；以铁、碳为组元的二元合金在不同温度下所呈现的相和这些相之间的平衡关系；2、以温度为纵坐标，铁中碳含量为横坐标；3、在接近平衡条件或亚稳条件下（或极缓慢的冷却条件下）。
共析钢奥氏体等温转变曲线图1、GCr15钢为过共析钢；2、不同组织硬度不一样；3、过冷奥氏体等温转变曲线形如英文字母“C”，故又称C曲线，亦称TTT图，如右图所示。
4、等温冷却C曲线分析(共析碳钢)5、最上水平虚线为钢的临界点A1。
6、水平线Ms和Mf为马氏体转变开始温度和终了温度。
7、中间有两条C曲线，分别是过冷奥氏体转变开始和终了线。
8、Ms和Mf之间是马氏体转变区。
9、C曲线区域是奥氏体向珠光体或贝氏体转变区。
影响C曲线的因素碳含量的影响：1、与共析钢相比较，亚共析钢和过共析钢的C曲线都多出一条先共析相析曲线，如下图所示。
因此，在发生珠光体转变以前，亚共析钢会先析出铁素体，过共析钢会先析出渗碳体。
2、轴承钢在零下有存在马氏体转变？金相组织名词解释：奥氏体1、碳溶解在γ铁中形成的一种间隙固溶体，呈面心立方结构，无磁性。
奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
2、古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。
铁素体(ferrite，缩写：FN，用F表示)即碳在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。
1、铁素体还是珠光体组织的基体。
2、由于α-Fe是体心立方晶格结构，它的晶格间隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时溶碳量最大，可达0.0218%,随着温度的下降溶碳量逐渐减小，在600℃时溶碳量约为0.0057%，在室温时溶碳量约为0.0008%。
钢的缺陷金相组织
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/4/162021/4/16Friday, April 16, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/4/162021/4/162021/4/164/16/2021 8:59:38 PM
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/4/162021/4/162021/4/162021/4/16
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
• 3、试样磨面的侵蚀
除观察试样中的缺面（裂纹、气孔等）和非金属夹杂 物的数量、大小、形状和分布外，一般都要用化学、物理 等方法进行组织显示才能观察。一般利用化学侵蚀，它是 通过化学或化学作用显示金属的组织。
纯金属及单相金属的侵蚀是一个化学溶解过程，由 于晶界上原子排列的规律性差，具有较高的自由能，所以 晶界处较易侵蚀呈凹陷。若侵蚀较浅，由于垂直光线在晶 界上的反射作用，在显微镜下可显示出纯金属或固溶体的 多面体晶粒。若侵蚀较深，则在显微镜下可显示出明暗不 一的晶粒，这是由于晶粒的位向不同，溶解度亦有差异， 侵蚀后的显微平面和原子平面的角度不同，在垂直光线作 用下，反射光线方向各异，显示明暗不一。
钢的缺陷金相组织
一、概述
由于钢锭或铸坯在凝固时选择结晶的结果，使得钢材 在冶炼、轧制、热加工过程中，易形成各种组织缺陷。
钢的组织缺陷是指需利用金相显微镜析验才能判别的 显微组织缺陷，它和宏观分析的不同之处在于放大倍数 （宏观，肉眼或20倍以下；微观，50~1000倍），首先简 介一下金相试样的制备过程，然后简略的介绍一下钢中常 见的几种组织缺陷，如：带状组织，带状碳化物，网状碳 化物，碳化物液析，钢中的非金属夹杂物，过热，过烧组 织等。正确判断钢中的各种组织缺陷，以及形成原因，和 为防止或消除这些组织缺陷应采取的措施是十分重要的工 作。
钢热处理十种组织缺陷分析及对策
钢热处理十种组织缺陷分析及对策钢的力学性能、物理性能和化学性能决定钢的热处理组织。
正常组织赋予钢优异性能；组织缺陷恶化钢的性能，降低产品质量和使用寿命，甚至发生事故。
钢热处理主要有十种组织缺陷．分析原因，采取对第，有显著技术经济效益。
一、奥氏体晶粒粗大钢奥氏体晶粒定为13级，一级最粗，13 级最细。
晶粒愈细，强韧性愈佳，淬火得到隐晶马氏体；晶粒禽粗，强韧性愈差、脆性大，淬火得到粗马氏体。
实践证明．奥氏体形成后，随着温度升高和长时间保温，奥氏体晶粒急剧长大当加热温度一定时，快速加热奥氏体晶粒细小；慢速加热，奥氏体晶粒粗大奥氏体晶粒随钢中含C、Mn元素增加而增大，随钢中含W、Mo、V元素增加而细化。
钢最终淬火前未经预处理，奥氏体晶粒易粗化，淬火得到粗马氏体，强韧性低，脆性大。
晶粒粗化，降低晶粒之闻结合力，力学性能恶化。
对策——合理选择加热温度和保温时间。
加热温度过低，起始晶粒大，相转变缓慢；加热温度过高，起始晶粒细，长大倾向大，得到粗大奥氏体晶粒。
加热温度应按钢的临界温度确定，保温时间接加热设备确定。
合理选择加热速度，根据过热度对奥氏体形核率和长大速率影响规律，采用快速加热和瞬时加热方法细化奥氏体晶粒，如铅浴加热、盐浴加热、高频加热、循环加热、激光加热等。
淬火前预处理细化奥氏体晶粒，如正火、退火、调质处理等。
选用细晶粒钢和严格控温等措施。
二、残余奥氏体量过多钢件淬火后过冷奥氏体已转变成淬火马氏体．未完全转变者为残余奥氏体。
残余奥氏体在回火过程可部分转变成马氏体，但因材料与工艺不同，残余奥氏体可多可少保留在使用状态中。
保留少量残余奥氏体有利增加强韧性、松驰残余应力、延缓裂纹扩展、减少变形等。
但过量残余奥氏体将降低钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、屈服强度、弹性极限和引起组织不稳定，导致使用时发生尺寸变化等不利因素。
园此，残余奥氏体含量不宜过多。
高合金钢中有大量降低Ms点的台金元素，会增加淬火钢残余奥氏体量，如高速钢淬火后残余奥氏体量高达50％以上；过高的淬火加热温度会使钢中C和合金元素大量溶入高温奥氏体中，提高了台金化奥氏体稳定性，不易发生马氏体相变，保留在淬火组织中，增加残余奥氏体量；等温淬火较普通淬火残余奥氏体量多；淬火冷却速度慢，残余奥氏体量多等。
常见金相组织缺陷与失效介绍
缺陷与失效分析
缺陷类型：气孔、夹杂、裂纹、磨损等 失效原因：设计不合理、材料选择不当、加工工艺问题等 失效后果：影响产品性能、缩短使用寿命、造成安全隐患等 预防措施：优化设计、选用合适材料、改进加工工艺等
解决方案
优化材料选择：选择合适的材料，避免缺 陷产生
改进工艺：优化生产工艺，减少缺陷产生
加强检测：提高检测频率和质量，及时发 现缺陷
材料缺陷：如夹杂物、气孔、裂纹等 加工工艺不当：如热处理不当、锻造不当等 设计不合理：如结构不合理、应力集中等 使用环境恶劣：如高温、高压、腐蚀等 维护保养不当：如润滑不足、磨损严重等
失效机理
疲劳失效：循环载荷作用下，材料疲劳 损伤累积导致断裂
断裂失效：材料内部缺陷或应力集中导 致断裂
腐蚀失效：环境因素导致材料表面腐蚀， 降低机械性能
气压：气 压变化可 能导致材 料变形或 破裂
辐射：辐 射可能导 致材料老 化或失效
化学物质： 接触有害 化学物质 可能导致 材料腐蚀 或变质
生物因素： 生物侵蚀 可能导致 材料损坏 或失效
金相组织缺陷检测方法
宏观检测
肉眼观察：直接观察样品表面，发 现明显缺陷
低倍显微镜观察：使用低倍显微镜 观察样品表面，发现更细微的缺陷
变形预防：合理设计、正确选材、控制热处理工艺等
金相组织缺陷原因
原材料问题
原材料质量不 合格：如杂质、 气孔、裂纹等
原材料加工工 艺不当：如热 处理、锻造、 焊接等工艺不
当
原材料选择不 当：如选材不 当、材料搭配
不当等
原材料储存不 当：如储存环 境不当、储存
时间过长等
工艺问题
材料选择不当：材料 性能与使用环境不匹 配
热处理缺陷的金相分析详解
2、淬火软点
淬火软点特征：在经淬火后的零件表面有时会发 现斑点，由于斑点处的硬度较低，称为软点。 产生原因：
1、工件原来的显微组织不均匀。
在淬火前进行预先的正火、球化处理，使组织均匀
产生原因：
较大的拉应力因素。如冷却太强烈、未及时 回火、设计不合理等 材质缺陷。如晶粒粗大、夹杂物缺陷、网状 碳化物、表面脱碳、严重偏析等
1热处理缺陷及分类
热处理缺陷一般按缺陷性质分类，主要包括热 处理裂纹、变形、残留应力、组织不合格、性 能不合格、脆性及其他缺陷七大类 热处理缺陷中最危险的是裂纹 热处理变形是最常见的热处理缺陷 热处理缺陷产生的原因概括起来可分为热处理 前、热处理中、热处理后三方面的原因。
热处理缺陷的金相分析
本节内容及重点
了处理过程中，因工艺不当或操作不 当，常产生一些缺陷。如产生脱碳、晶粒粗 大、软点和变形等缺陷； 严重者如过热、过 烧、裂纹，均可造成零件报废。此外，零件 的几何形状，如截面厚、薄悬殊，冷加工表 面粗糙以及原材料组织中存在疵病，也会在 热处理过程中产生缺陷。
3、过热缺陷
过热特征：表现为组织粗化，使材料冲 击韧性显著降低。 过热产生原因：由于加热温度过高或保 温时间过长，往往会引起晶粒普遍长大，
4、过烧缺陷
表现为除晶粒粗大外，部分晶粒或大部 分晶粒趋于熔化状态。
1、氧化与脱碳
金属材料在空气或其他氧化性气氛中加热时， 其表面即发生氧化作用，并生成氧化层，同时 表面还会减少或完全失去碳分。即氧化与脱碳。 钢在A3以上加热或A1以上加热时，强脱碳形 成柱状晶脱碳；弱脱碳产生粒状晶脱碳。 危害：
热处理金相
20CrMnTiH热轧状态
热轧后冷却速度过快形成的，铁素体+珠光体+贝氏体+魏氏组织，局部混晶，必须正火后使用。
20CrMnTi调质
200x
基体为组织回火索氏体+贝氏体，黑色部分为上贝氏体。
基体硬度300HV ，白色大块状，硬度为250HV ，晶粒粗大，机械性能不好。
贝氏体是淬火冷却的时候由于冷却不足形成的，回火不会产生贝氏体转变。
白色组织是铁素体，由于高温铁素体有过饱和的碳，在冷却的时候部分碳会从铁素体里析出来，形成弥散分布的渗碳体，故硬度比较高，灰色和灰色组织是回火索氏体，也有可能有回火屈氏体，其中羽毛状的为上贝。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2热处理缺陷分析方法
热处理缺陷分析从断口分析人手，辅以化学成分分析、 金相分析、力学性能试验、无损检验等检验方法，调 查工艺过程，进行必要的验证试验。最后将各种分析、 试验结果及数据进行综合分析，得出结论，并提出改 进措施。 1．断口分析 2．化学分析 3．金相检验 4．力学性能试验 5．验证试验 通常是按原工艺和改进工艺进行对比试验，分析检查 技术条件要求的各项指标。 6．综合分析 最终确定结论，并提出改进措施。
标准号 GB／T 224—1987 GB／T 1299—2000 GB／T 4462—1984 GB／T 13299—199l GB／T 13320—199l
标准名称 钢的脱碳层深度测定方法 合金工具钢 高速工具钢大块碳化物评级图 钢的显微组织评定方法 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法
GB／T 4335—1984
JB／T 8420—1996
JB／T 9204—1999 JB／T 9205—1999
热作模具钢显微组织评级
钢件感应淬火金相检验 珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验
2、钢件的淬透性不足，而工件的截面又较大。
改用淬透性较高的钢材。
3、工件表面脱碳。 4、淬火介质的冷却速度较低。 5、加热不足，如加热温度低或保温时间不足。 6、工件表面不够清洁，如有油迹、铁锈存在。
5、淬火裂纹
淬火裂纹的特征：
多数情况下裂纹由表面向心部扩展，宏观形 态较平直。 从宏观与微观看，裂纹两侧均无脱碳。
3、过热缺陷
过热特征：表现为组织粗化，使材料冲 击韧性显著降低。 过热产生原因：由于加热温度过高或保 温时间过长，往往会引起晶粒普遍长大，
4、过烧缺陷
表现为除晶粒粗大外，部分晶粒或大部 分晶粒趋于熔化状态。
1、氧化与脱碳
金属材料在空气或其他氧化性气氛中加热时， 其表面即发生氧化作用，并生成氧化层，同时 表面还会减少或完全失去碳分。即氧化与脱碳。 钢在A3以上加热或A1以上加热时，强脱碳形 成柱状晶脱碳；弱脱碳产生粒状晶脱碳。 危害：
引起构件的严重变形与早期断裂 工具钢表面脱碳则往往形成淬火裂纹 冷变形压力加工时易在表面出现裂纹 脱碳层深度测定 ??
2、淬火软点
淬火软点特征：在经淬火后的零件表面有时会发 现斑点，由于斑点处的硬度较低，称为软点。 产生原因：
1、工件原来的显微组织不均匀。
在淬火前进行预先的正火、球化处理，使组织均匀
GB／T 7216—1987 GB／T 944l—1988 GB／T 80l—1986 JB／T 5074—2007 JB／T 9211—1999 JB／T 7713—_2007
低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法
灰铸铁金相 球墨铸铁金相检验 一般工程用铸造碳钢金相 奥氏体不锈钢a-相面积含量金相测定法 铁素体奥氏体双相不锈钢中a -相面积含量金相测定法 低、中碳钢球化体评级 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级 高碳高合金钢制冷作模具显微组织检验
产生原因：
较大的拉应力因素。如冷却太强烈、未及时 回火、设计不合理等 材质缺陷。如晶粒粗大、夹杂物缺陷、网状 碳化物、表面脱碳、严重偏析等
1热处理缺陷及分类
热处理缺陷一般按缺陷性质分类，主要包括热 处理裂纹、变形、残留应力、组织不合格、性 能不合格、脆性及其他缺陷七大类 热处理缺陷中最危险的是裂纹 热处理变形是最常见的热处理缺陷 热处理缺陷产生的原因概括起来可分为热处理 前、热处理中、热处理后三方面的原因。
热处理缺陷的金相分析
本节内容及重点
了解常见热处理缺陷 的特征及产生原因。
热处理缺陷的金相分析
在热处理过程中，因工艺不当或操作不 当，常产生一些缺陷。如产生脱碳、晶粒粗 大、软点和变形等缺陷； 严重者如过热、过 烧、裂纹，均可造成零件报废。此外，零件 的几何形状，如截面厚、薄悬殊，冷加工表 面粗糙以及原材料组织中存在疵病，也会在 热处理过程中产生缺陷。