热处理之硬度的不良情况

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”。