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1)氧化與脫碳
鋼在加熱時(shí),表面有一層松脆的氧化鐵皮的現(xiàn)象稱為氧化;脫碳指表面含碳量降低的現(xiàn)象。氧化和脫碳會(huì)降低鍛件表層的硬度和疲勞強(qiáng)度,而且還影響鍛件的尺寸。為了防止氧化和脫碳,通常在鹽浴爐內(nèi)加熱,要求更高時(shí),可在鍛件表面涂覆保護(hù)劑或在保護(hù)氣氛及真空中加熱。
2)過熱和過燒
鍛件在淬火加熱時(shí).奧氏體晶粒顯著粗化的現(xiàn)象稱為過熱。若加熱溫度過高,出現(xiàn)晶界氧化并開始部分熔化的現(xiàn)象稱為過燒。鍛件過熱,不僅會(huì)降低鋼的力學(xué)性能(尤其是韌性),也容易引起淬火變形和開裂。過熱組織可以用正火處理予以糾正,而過燒的鍛件只能報(bào)廢。為了防止鍛件的過熱和過燒,必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間。
3)變形與開裂
鍛件淬火冷卻時(shí),由于不同部位存在溫度差異及組織轉(zhuǎn)變的不同所引起的應(yīng)力稱為淬火內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的屈服強(qiáng)度時(shí),鍛件將產(chǎn)生變形;當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的抗拉強(qiáng)度時(shí),鍛件將產(chǎn)生裂紋而成為廢品。為了防止鍛件的變形和開裂的產(chǎn)生,可采用不同的淬火方法 (如分級(jí)淬火或等溫淬火等)和工藝合理的設(shè)汁措施(如結(jié)構(gòu)對(duì)稱、斜面均勻、避免尖角等),盡雖減少淬火應(yīng)力,并在淬火后及時(shí)進(jìn)行回火處理。
4)硬度不足
由于加熱溫度過低、保溫時(shí)間不足、冷卻速度不夠大或表面脫碳等原因造成的硬度不足,可采用重新淬火的方法來消除(但淬火前要進(jìn)行一次退火或正火處理),而且還須注意以下兩點(diǎn)區(qū)別。
(1)淬透性與實(shí)際鍛件的有效淬硬深度的區(qū)別。采用同一種鋼、不同截面的鍛件在同樣奧氏體化條件下淬火,其淬透性是相 同的,但是其有效淬硬深度卻因鍛件的形狀、尺寸和冷卻介質(zhì)的不同而有差別。淬透性乃是鋼本身所固有的域性,對(duì)于一種鋼,它是確定的,可用于不同鋼種之間的比較。而實(shí)際工件的有效淬硬深度,它除了取決于鋼的淬透性外,還與鍛件的形狀、尺寸及采用的冷卻介質(zhì)等外界因素有關(guān)。
(2)鋼的淬透性與淬硬性是兩個(gè)不同的概念,淬硬性是指鋼淬火后能達(dá)到的最高硬度,它主要取決于馬氏體的含碳量。淬透性好的鋼其淬硬性不一定高。例如低碳合金鋼淬透性相當(dāng)好,但其淬硬性卻不高;高碳鋼的淬硬性高,但其淬透性卻差。