《金属热处理缺陷分析及案例》课件(完整版)
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▪ （3）、淬火前应消除亚共析钢的魏氏组 织。
▪ （4）、高铬钢、轴承钢和高速钢：避免 偏析，严重时应降低淬火温度。
C、加热参数合理：
▪ （1）、介质：真空、保护气氛、电 阻、盐浴、火焰炉淬裂倾向逐渐增大。
▪ （2）、加热速度：对碳素钢、低合 金钢和中合金钢可较快速度加热；对 高碳高合金钢要合适；对大、复杂的 高锰钢、不锈钢、高速钢和高碳合金 钢采用限制加热速度或预热法。
▪
规 律：
▪ 1、尺寸及形状：尺寸增大，向热应力转 化；形状复杂或尺寸突变时在尺寸突变 部位残余应力增大。
▪ 2、淬透时：冷却越快，热应力越大； ▪ 3、未淬透时：由组织应力和热应力综合
作用。
▪ （四）、表面淬火件的残余应力：
▪ 表层为压应力，心部为拉应力。
▪ （五）、化学热处理引起的残余应力：
三、低、中碳钢预备热处理球化体级别 不合格：
▪ 补救措施： ▪ 1、等温球化退火； ▪ 2、缓冷球化退火； ▪ 3、再结晶球化退火。
四、感应加热淬火组织缺陷：
▪ 1、常见缺陷:过热和加热不足。 ▪ 2、措施： ▪ 合理选择电流频率、优选比功率和
加热时间、调整感应器与工件的间隙。
五、渗碳组织缺陷：
▪ 油：有普通、快速、等温油。 ▪ 聚合物溶液：有聚乙烯醇（PVA）和
聚二醇（PAG）。
▪ F、其它措施： ▪ 及时回火。局部包扎。 ▪ （六）、其它热处理裂纹： ▪ 回火裂纹：多出现于高速钢或高合金工
具钢。 ▪ 冷处理裂纹：高速钢刀具、工模具冷至
－80度以下的淬火处理时易出现裂纹。 ▪ 时效裂纹：高温合金多。 ▪ 磨削裂纹：出现于淬硬工具钢或经渗碳、
性。
四、残余应力的调整与消除：
▪ 有热处理法（部分或全部，但引起组织 变化）和机械作用法（部分消除）。
▪ 1、去应力退火： ▪ 对铸件、锻件、焊接件和机加件退火。 ▪ 加热至Ac1以下50－200℃，保温
后空冷或炉冷至200－300 ℃后再空冷。 ▪ 2、回火：回火对应力的消除与回火温度
的高低有关系，温度超高→应力消除越 彻底，但硬度降低也越厉害。
2、按照危害程度分类：
▪ （1）、第一类热处理缺陷： 最危险缺陷如裂纹，其中最 主要是淬火裂纹，其次加热 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。
（2）、第二类热处理缺陷：
▪ 热处理中最常见的缺陷是变形，其 中淬火变形占多数。产生原因是：相 变和热应力。
▪ (3)、第三类热处理缺陷：
▪ （一）、热应力： ▪ 1、加热：表层为压应力、心部为拉应力。 ▪ 2、冷却：表层为拉应力，心部为压应力。 ▪ 3、残余热应力：表层为压应力、心部为
拉应力。
（二）、组织应力（相变应力）：
▪ 表层为拉应力，心部为压应力。
（三）、残余应力分布及影响因素：
▪ 取决于成分、淬透性、工件形状、尺寸和 热处理工艺等。
碳氮共渗并淬火的零件。 ▪ 电镀裂纹：由于内应力引起应力腐蚀裂
纹。
第三章 热处理变形
▪ 一、产生原因：热处理应力引起。 ▪ 二、对质量影响最大：淬火变形。 ▪ 三、类别：尺寸变化和形状畸变。 ▪ 四、影响因素： ▪ 1、成分(Mn、Cr、Si、Ni、Mo、B等
降低Ms点，减小淬火变形)。 ▪ 工业上应用：微变形钢（含较多的Si、
▪ 发生频率和严重性较低，如残余应 力、组织不合格、性能不合格、脆性 及其它缺陷。
3、热处理缺陷产生原因：
▪ 概括为：热处理前、热处理中和热处理后。 ▪ 热处理前：设计不良、原材料或毛坯缺陷。
▪ 热处理中：工艺不当、操作不当、设备和 环境条件不合适。
▪ 热处理后：磨削裂纹、磨削烧伤、磨削淬 火、电火花加工裂纹、电镀或酸洗脆性； 应力集中过大裂纹、温度过高裂纹或变形 等。
▪ （4）、马氏体等温淬火：冷却至Ms点 下50－100度等温保持。一般用油淬。
▪ （5）、薄壳淬火：即表层淬火。
▪ （6）、间断淬火：水－空－水－空－ 水冷至室温。此外还有浅冷淬火和局 部淬火。
E、淬火介质合适：
▪ 水：简单碳钢件或低淬透性零件。
▪ 盐水：冷速比水快，但开裂倾向小于 水。
▪ 碱水：与油相似，用于淬透性较差的 碳钢件，变形小、开裂小。
▪ 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。
▪ 主要形式： ▪ （1）表层碳化物过多、大块或网状分布； ▪ （2）残留A过多； ▪ （3）马氏体粗大； ▪ （4）内氧化； ▪ （5）黑色组织。
六、渗氮组织缺陷：
▪ 主要表现： ▪ 1、渗前原始F过多、回火S组织粗大； ▪ 2、化合物层疏松； ▪ 3、针状组织； ▪ 4、网状和脉状氮化物；
第六章 力学性能不合格
▪ 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。
（5）、时效与冷处理：
▪ 冷处理目的：保持精度和尺寸稳定。
▪ 冷处理使体积膨胀；
▪ 低温回火和时效一方面使体积缩小，另 一方面引起形状畸变。
3、化学热处理：
▪ （1）、高温处理如渗碳，工件变形较大； ▪ （2）、低温处理如渗氮,工件变形较小。
五、热处理变形的矫正：
▪ （一）、机械矫正法：冷压校正、热压 校正、加压回火校正、锤击校正。
▪ （3）、淬火加热温度：一般合金钢为 Ac1或Ac3+(30-50) ℃，亚共析钢为
Ac3+(30-50) ℃，过共析钢为
Ac1+(30-50) ℃。（亚温或高温）
▪ 加热时间按：t=a*d（加热系数＊ 有效厚度）计算
▪ （4）、保温时间：经验公式为
▪
t=α＊K＊D（有效厚度）
▪ 对于高合金钢等加热保温时间要 延长。
▪ （2）、稳定化退火处理：850－930的退火， 使A中成分均匀，消除晶界贫铬区，使钢中 C固定于TiC或NbC中。
第五章 组织不合格
▪ 一、氧化与脱碳： ▪ 1、氧化： ▪ 使表面粗糙度增加、精度降低，使
钢件强度降低。往往也是淬火软点和淬 火开裂的根源。 ▪ 2、脱碳： ▪ 即表面碳量降低。导致钢淬火硬度、 耐磨性及疲劳强度降低，对高速钢舍去 降低热硬性。
3、防止和减轻氧化脱碳的措施：
▪ 主要采用保护气氛炉或真空炉、盐浴炉 加热，或采用感应加热、激光加热等。
▪ 原因：选材不当、固有缺陷、热处理工 艺参数不合理、加热及冷却方式不当、 热处理工艺执行不严等。
▪ 一、硬度缺陷：
▪ 1、表现：硬度不足、软点、高频感应加 热淬火和渗碳工件的硬化层不足。
▪ 2、原因：淬火加热不足、冷却速度不够、 表面脱碳、淬透性不够、残留A过多、 回火不足等。
二、拉伸性能和疲劳强度不合格：
三、耐腐蚀性能不足：
1、常用材料：马氏体不锈钢、 铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、F－ A不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
2、耐蚀性降低原因：贫铬理论 （即回火温度不当，使碳化铬 Cr23C6沿晶界析出）
3、奥氏体不锈钢的热处理：
▪ （1）、固溶处理：使含铬的碳化物充分溶 入A中，快冷抑制碳化物析出，形成单一A， 保证良好的耐蚀性。
W、V等合金元素）。
2、组织和应力状态：
▪ （1）、粒状组织变形小，片状较大，条 状变形最大。组织愈均匀，变形越小。
▪ （2）、应力集中越严重，则变形倾向越 大。
▪ （3）、形状愈不对称，或冷却的不均匀 性愈大，淬火后变形也愈明显。
▪ （4）、工艺参数：不均匀加热，加热温 度（组织应力小、热应力大），冷却速 度（越快→内应力越大→变形越大）。
(二)、热处理缺陷分析方法：
▪ 1、热处理缺陷的影响：直接影响产品质量、 使用性能和安全，所以准确分析和判断十分 重要。
▪ 2、分析方法：断口分析(裂源位置、扩展方 向、断裂性质和方式)、化学分析(材料成分、 沉积物、氧化物)、金相分析(晶粒、组织、 晶界)、力学性能试验(硬度、拉伸、冲出、 疲劳断裂韧度)、验证试验(原工艺和改进工 艺对比)、综合分析(得出缺陷产生的几种主 要原因，提出改进措施)。
C、工艺因素：
▪ （1）、加热：加热温度升高，淬裂倾向 大；保温时间长，倾向大；加热炉（选 用真空或电炉）。
▪ （2）、冷却：Ms点以上冷却时不易淬裂， 在Ms点以下时易淬裂（但若缓慢冷却， 也不易淬裂）。
▪ 防止淬裂措施：M等温淬火、分级淬火、 水-油淬火、水－空气双液淬火。
5、预防淬火裂纹的方法
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。
▪ （一）、含义：
▪ 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不足，以及 使热处理以后的后序工序工艺性 能变坏或降低使用性能的热处理 隐患。
（二）、分类：
▪ 1、按缺陷的性质分类： ▪ 有裂纹、变形、残余应
力、组织不合格、性能不合 格、脆性及其他（如表1－1 所示）。
（四）、淬火裂纹：
▪ 1、淬火目的：强化钢件，获得M。
▪ 2、类别：纵向裂纹、横向裂纹、网状裂 纹和剥离裂纹，最常见的是纵向裂纹 （轴向裂纹）且常出现于完全淬透的工 件上。
▪ 3、纵向裂纹的原因：
▪ 碳量增加、材质（夹杂物、碳化物）、 尺寸、形状（管件内壁）和淬火加热温 度高。
4、淬火裂纹原因：
▪ （二）、热处理校正： ▪ 1、在Ac1温度以下加热急冷：对胀大变
形的工件进行收缩处理； ▪ 2、淬火胀大法：对收缩变形的工件进行
胀大处理。
第四章 残余应力
▪ 一、概述： ▪ 由于温度差和相变引起的工件内部
残余应力。 ▪ 形成原因：温度差、体积变化 ▪ 种类：热应力和组织应力
二、热处理内应力：
▪ 经渗碳、碳氮共渗的零件，表层产生 很大的压应力、心部产生很大的拉应 力。
三、残余应力对力学性能的影响：
▪ 1、残余拉应力导致硬度降低，压应力则提 高硬度值。
▪ 2、残余应力增大，磨损增大。 ▪ 3、疲劳失效： ▪ （1）、失效过程：裂纹萌生→裂纹扩展。 ▪ （2）、残余压应力提高工件的疲劳强度。 ▪ 4、残余拉应力增大了应力腐蚀开裂的敏感
第二章、热处理裂纹：
▪ (一)、产生原因：内应力作用下发 生，最终断裂。条件是内应力＞脆 断强度。
▪ (二)、断裂类别： ▪ 1、裂纹按扩展程度：（失稳）可发
展裂纹、阻断裂纹（不断Leabharlann Baidu）。
▪ 2、断裂：脆性断裂和韧性断裂。多 数为脆性断裂（断口灰亮色）
（三）、加热不当形成的裂纹：
▪ 升温速度过快（多出现于灰铸铁、 合金铸铁、高锰钢、高合金钢铸 件）、表面增碳或脱碳[合金钢、低 碳马氏体钢20SiMn2MoV，高锰钢 (Mn13)]、过热或过烧（高速钢、不 锈钢）、氢致裂纹（条件：足够氢、 对氢敏感的金相组织和三向应力。 措施：脱氢、低温回火、自然时效、 低氢淬火）
▪ A、冶金因素： ▪ （1）材料质量：冶金缺陷扩展成淬火裂纹。 ▪ （2）、化学成分：①、碳量超高，倾向越大。
②、合金元素：双向作用。 ▪ （3）、原始组织：粗大组织或魏氏组织倾向
大。球状组织倾向小。
B、零件尺寸和结构：
▪ （1）、截面尺寸过大或过小不易淬 裂。
▪ （2）、截面突变处：淬裂倾向大。
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
第一章、热处理缺陷概述：
▪ （4）、高铬钢、轴承钢和高速钢：避免 偏析，严重时应降低淬火温度。
C、加热参数合理：
▪ （1）、介质：真空、保护气氛、电 阻、盐浴、火焰炉淬裂倾向逐渐增大。
▪ （2）、加热速度：对碳素钢、低合 金钢和中合金钢可较快速度加热；对 高碳高合金钢要合适；对大、复杂的 高锰钢、不锈钢、高速钢和高碳合金 钢采用限制加热速度或预热法。
▪
规 律：
▪ 1、尺寸及形状：尺寸增大，向热应力转 化；形状复杂或尺寸突变时在尺寸突变 部位残余应力增大。
▪ 2、淬透时：冷却越快，热应力越大； ▪ 3、未淬透时：由组织应力和热应力综合
作用。
▪ （四）、表面淬火件的残余应力：
▪ 表层为压应力，心部为拉应力。
▪ （五）、化学热处理引起的残余应力：
三、低、中碳钢预备热处理球化体级别 不合格：
▪ 补救措施： ▪ 1、等温球化退火； ▪ 2、缓冷球化退火； ▪ 3、再结晶球化退火。
四、感应加热淬火组织缺陷：
▪ 1、常见缺陷:过热和加热不足。 ▪ 2、措施： ▪ 合理选择电流频率、优选比功率和
加热时间、调整感应器与工件的间隙。
五、渗碳组织缺陷：
▪ 油：有普通、快速、等温油。 ▪ 聚合物溶液：有聚乙烯醇（PVA）和
聚二醇（PAG）。
▪ F、其它措施： ▪ 及时回火。局部包扎。 ▪ （六）、其它热处理裂纹： ▪ 回火裂纹：多出现于高速钢或高合金工
具钢。 ▪ 冷处理裂纹：高速钢刀具、工模具冷至
－80度以下的淬火处理时易出现裂纹。 ▪ 时效裂纹：高温合金多。 ▪ 磨削裂纹：出现于淬硬工具钢或经渗碳、
性。
四、残余应力的调整与消除：
▪ 有热处理法（部分或全部，但引起组织 变化）和机械作用法（部分消除）。
▪ 1、去应力退火： ▪ 对铸件、锻件、焊接件和机加件退火。 ▪ 加热至Ac1以下50－200℃，保温
后空冷或炉冷至200－300 ℃后再空冷。 ▪ 2、回火：回火对应力的消除与回火温度
的高低有关系，温度超高→应力消除越 彻底，但硬度降低也越厉害。
2、按照危害程度分类：
▪ （1）、第一类热处理缺陷： 最危险缺陷如裂纹，其中最 主要是淬火裂纹，其次加热 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。
（2）、第二类热处理缺陷：
▪ 热处理中最常见的缺陷是变形，其 中淬火变形占多数。产生原因是：相 变和热应力。
▪ (3)、第三类热处理缺陷：
▪ （一）、热应力： ▪ 1、加热：表层为压应力、心部为拉应力。 ▪ 2、冷却：表层为拉应力，心部为压应力。 ▪ 3、残余热应力：表层为压应力、心部为
拉应力。
（二）、组织应力（相变应力）：
▪ 表层为拉应力，心部为压应力。
（三）、残余应力分布及影响因素：
▪ 取决于成分、淬透性、工件形状、尺寸和 热处理工艺等。
碳氮共渗并淬火的零件。 ▪ 电镀裂纹：由于内应力引起应力腐蚀裂
纹。
第三章 热处理变形
▪ 一、产生原因：热处理应力引起。 ▪ 二、对质量影响最大：淬火变形。 ▪ 三、类别：尺寸变化和形状畸变。 ▪ 四、影响因素： ▪ 1、成分(Mn、Cr、Si、Ni、Mo、B等
降低Ms点，减小淬火变形)。 ▪ 工业上应用：微变形钢（含较多的Si、
▪ 发生频率和严重性较低，如残余应 力、组织不合格、性能不合格、脆性 及其它缺陷。
3、热处理缺陷产生原因：
▪ 概括为：热处理前、热处理中和热处理后。 ▪ 热处理前：设计不良、原材料或毛坯缺陷。
▪ 热处理中：工艺不当、操作不当、设备和 环境条件不合适。
▪ 热处理后：磨削裂纹、磨削烧伤、磨削淬 火、电火花加工裂纹、电镀或酸洗脆性； 应力集中过大裂纹、温度过高裂纹或变形 等。
▪ （4）、马氏体等温淬火：冷却至Ms点 下50－100度等温保持。一般用油淬。
▪ （5）、薄壳淬火：即表层淬火。
▪ （6）、间断淬火：水－空－水－空－ 水冷至室温。此外还有浅冷淬火和局 部淬火。
E、淬火介质合适：
▪ 水：简单碳钢件或低淬透性零件。
▪ 盐水：冷速比水快，但开裂倾向小于 水。
▪ 碱水：与油相似，用于淬透性较差的 碳钢件，变形小、开裂小。
▪ 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。
▪ 主要形式： ▪ （1）表层碳化物过多、大块或网状分布； ▪ （2）残留A过多； ▪ （3）马氏体粗大； ▪ （4）内氧化； ▪ （5）黑色组织。
六、渗氮组织缺陷：
▪ 主要表现： ▪ 1、渗前原始F过多、回火S组织粗大； ▪ 2、化合物层疏松； ▪ 3、针状组织； ▪ 4、网状和脉状氮化物；
第六章 力学性能不合格
▪ 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。
（5）、时效与冷处理：
▪ 冷处理目的：保持精度和尺寸稳定。
▪ 冷处理使体积膨胀；
▪ 低温回火和时效一方面使体积缩小，另 一方面引起形状畸变。
3、化学热处理：
▪ （1）、高温处理如渗碳，工件变形较大； ▪ （2）、低温处理如渗氮,工件变形较小。
五、热处理变形的矫正：
▪ （一）、机械矫正法：冷压校正、热压 校正、加压回火校正、锤击校正。
▪ （3）、淬火加热温度：一般合金钢为 Ac1或Ac3+(30-50) ℃，亚共析钢为
Ac3+(30-50) ℃，过共析钢为
Ac1+(30-50) ℃。（亚温或高温）
▪ 加热时间按：t=a*d（加热系数＊ 有效厚度）计算
▪ （4）、保温时间：经验公式为
▪
t=α＊K＊D（有效厚度）
▪ 对于高合金钢等加热保温时间要 延长。
▪ （2）、稳定化退火处理：850－930的退火， 使A中成分均匀，消除晶界贫铬区，使钢中 C固定于TiC或NbC中。
第五章 组织不合格
▪ 一、氧化与脱碳： ▪ 1、氧化： ▪ 使表面粗糙度增加、精度降低，使
钢件强度降低。往往也是淬火软点和淬 火开裂的根源。 ▪ 2、脱碳： ▪ 即表面碳量降低。导致钢淬火硬度、 耐磨性及疲劳强度降低，对高速钢舍去 降低热硬性。
3、防止和减轻氧化脱碳的措施：
▪ 主要采用保护气氛炉或真空炉、盐浴炉 加热，或采用感应加热、激光加热等。
▪ 原因：选材不当、固有缺陷、热处理工 艺参数不合理、加热及冷却方式不当、 热处理工艺执行不严等。
▪ 一、硬度缺陷：
▪ 1、表现：硬度不足、软点、高频感应加 热淬火和渗碳工件的硬化层不足。
▪ 2、原因：淬火加热不足、冷却速度不够、 表面脱碳、淬透性不够、残留A过多、 回火不足等。
二、拉伸性能和疲劳强度不合格：
三、耐腐蚀性能不足：
1、常用材料：马氏体不锈钢、 铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、F－ A不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
2、耐蚀性降低原因：贫铬理论 （即回火温度不当，使碳化铬 Cr23C6沿晶界析出）
3、奥氏体不锈钢的热处理：
▪ （1）、固溶处理：使含铬的碳化物充分溶 入A中，快冷抑制碳化物析出，形成单一A， 保证良好的耐蚀性。
W、V等合金元素）。
2、组织和应力状态：
▪ （1）、粒状组织变形小，片状较大，条 状变形最大。组织愈均匀，变形越小。
▪ （2）、应力集中越严重，则变形倾向越 大。
▪ （3）、形状愈不对称，或冷却的不均匀 性愈大，淬火后变形也愈明显。
▪ （4）、工艺参数：不均匀加热，加热温 度（组织应力小、热应力大），冷却速 度（越快→内应力越大→变形越大）。
(二)、热处理缺陷分析方法：
▪ 1、热处理缺陷的影响：直接影响产品质量、 使用性能和安全，所以准确分析和判断十分 重要。
▪ 2、分析方法：断口分析(裂源位置、扩展方 向、断裂性质和方式)、化学分析(材料成分、 沉积物、氧化物)、金相分析(晶粒、组织、 晶界)、力学性能试验(硬度、拉伸、冲出、 疲劳断裂韧度)、验证试验(原工艺和改进工 艺对比)、综合分析(得出缺陷产生的几种主 要原因，提出改进措施)。
C、工艺因素：
▪ （1）、加热：加热温度升高，淬裂倾向 大；保温时间长，倾向大；加热炉（选 用真空或电炉）。
▪ （2）、冷却：Ms点以上冷却时不易淬裂， 在Ms点以下时易淬裂（但若缓慢冷却， 也不易淬裂）。
▪ 防止淬裂措施：M等温淬火、分级淬火、 水-油淬火、水－空气双液淬火。
5、预防淬火裂纹的方法
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。
▪ （一）、含义：
▪ 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不足，以及 使热处理以后的后序工序工艺性 能变坏或降低使用性能的热处理 隐患。
（二）、分类：
▪ 1、按缺陷的性质分类： ▪ 有裂纹、变形、残余应
力、组织不合格、性能不合 格、脆性及其他（如表1－1 所示）。
（四）、淬火裂纹：
▪ 1、淬火目的：强化钢件，获得M。
▪ 2、类别：纵向裂纹、横向裂纹、网状裂 纹和剥离裂纹，最常见的是纵向裂纹 （轴向裂纹）且常出现于完全淬透的工 件上。
▪ 3、纵向裂纹的原因：
▪ 碳量增加、材质（夹杂物、碳化物）、 尺寸、形状（管件内壁）和淬火加热温 度高。
4、淬火裂纹原因：
▪ （二）、热处理校正： ▪ 1、在Ac1温度以下加热急冷：对胀大变
形的工件进行收缩处理； ▪ 2、淬火胀大法：对收缩变形的工件进行
胀大处理。
第四章 残余应力
▪ 一、概述： ▪ 由于温度差和相变引起的工件内部
残余应力。 ▪ 形成原因：温度差、体积变化 ▪ 种类：热应力和组织应力
二、热处理内应力：
▪ 经渗碳、碳氮共渗的零件，表层产生 很大的压应力、心部产生很大的拉应 力。
三、残余应力对力学性能的影响：
▪ 1、残余拉应力导致硬度降低，压应力则提 高硬度值。
▪ 2、残余应力增大，磨损增大。 ▪ 3、疲劳失效： ▪ （1）、失效过程：裂纹萌生→裂纹扩展。 ▪ （2）、残余压应力提高工件的疲劳强度。 ▪ 4、残余拉应力增大了应力腐蚀开裂的敏感
第二章、热处理裂纹：
▪ (一)、产生原因：内应力作用下发 生，最终断裂。条件是内应力＞脆 断强度。
▪ (二)、断裂类别： ▪ 1、裂纹按扩展程度：（失稳）可发
展裂纹、阻断裂纹（不断Leabharlann Baidu）。
▪ 2、断裂：脆性断裂和韧性断裂。多 数为脆性断裂（断口灰亮色）
（三）、加热不当形成的裂纹：
▪ 升温速度过快（多出现于灰铸铁、 合金铸铁、高锰钢、高合金钢铸 件）、表面增碳或脱碳[合金钢、低 碳马氏体钢20SiMn2MoV，高锰钢 (Mn13)]、过热或过烧（高速钢、不 锈钢）、氢致裂纹（条件：足够氢、 对氢敏感的金相组织和三向应力。 措施：脱氢、低温回火、自然时效、 低氢淬火）
▪ A、冶金因素： ▪ （1）材料质量：冶金缺陷扩展成淬火裂纹。 ▪ （2）、化学成分：①、碳量超高，倾向越大。
②、合金元素：双向作用。 ▪ （3）、原始组织：粗大组织或魏氏组织倾向
大。球状组织倾向小。
B、零件尺寸和结构：
▪ （1）、截面尺寸过大或过小不易淬 裂。
▪ （2）、截面突变处：淬裂倾向大。
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
第一章、热处理缺陷概述：