热处理知识问答100问（41-60问）

41、在含氢气氛中加热为何会引起裂纹

氢有很大的易动性，易被钢中的所谓“陷阱”捕捉。钢中夹杂物、疏松等内部缺陷可能成为“陷阱”。夹杂物等缺陷受载时的应力集中与氢含量高这两个条件的叠加易使氢致裂纹优先产生。产生氢脆一般必须具有三个基本条件：

1）有足够的氢。

2）有对氢敏感的金相组织。

3）有足够的三向应力存在。如气体渗碳，碳氮共渗的工件产生装配断裂、放置开裂和使用过程断裂等现象。

42、淬火加热温度和热处理应力有何关系

一般来说淬火加热温度升高，热处理应力增大，淬火马氏体组织粗化、脆化，断裂强度降低，淬裂倾向增大。从防止淬裂的观点看，应尽量选用较低的淬火加热温度。

43、晶粒大小同淬火加热温度有何关系

一般而言，晶粒越细小，断裂抗力越高，淬裂倾向越小，相反晶粒粗化，断裂抗力下降，断裂倾向增大。晶粒大小同淬火加热温度和淬火保温时间有直接关系。加热温度升高或保温时间增长，均能使晶粒粗化，因而增加淬裂倾向。

44、冷却为何会引起裂纹

钢件在冷却到马氏体开始相变温度的过程中，由于组织未变，仅仅产生热应力，所以钢件一般不会产生裂纹。当钢件冷却到MS点以下，钢发生马氏体相变时，体积膨胀，产生第二类畸变、第二类应力及宏观的组织应力和热应力，因而易于产生淬火裂纹。因此，在MS 点以下缓冷可以获得碳浓度较低的马氏体，从而减少马氏体的正方度和组织应力，提高断裂抗力。另一方面，在马氏体区间内缓慢冷却，还能提高冷却后的钢的破断抗力，从而降低钢件的淬裂。

45、加热过程有哪些缺陷

主要有过热现象, 过烧现象, 脱碳和氧化。

46、什么是过热现象

加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

47、什么是一般过热

粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

48、产生断口遗传的原因是什么

有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。

49、什么是粗大组织的遗传现象

有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

50、什么是过烧现象

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，称为过烧。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。

51、什么是脱碳和氧化

钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。

52、防止氧化和减少脱碳的措施有哪些

防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）。

53、热处理应力对材料性能有何影响

热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力，对工件的形状，尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时，便引起工件的变形，超过材料的强度极限时就会使工件开裂，这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布，就可以提高零件的机械性能和使用寿命，变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。

54、为何会产生热处理应力

工件在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度，材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大，最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀，工件各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力，心部受压应力，恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度，形状，材料的化学成分等因素有关。

55、热应力与组织应力综合作用会导致什么结果

实践证明,任何工件在热处理过程中，只要有相变，热应力和组织应力都会发生。只不过热应力在组织转变以前就已经产生了，而组织应力则是在组织转变过程中产生的，在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果，就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的，受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型，即热应力和组织应力，作用方向相反时二者抵消，作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。

56、热处理线有哪三种基本工艺流程

主要有淬火+回火热处理工艺，正火+回火热处理工艺，正火热处理工艺。

57、表面质量缺陷产生的原因及如何控制

表面质量缺陷主要为划伤，碰伤，原因有以下几点：

1.辊道、步进梁粘钢

2.水淬斯惠顿碰伤

3.水淬压紧轮碰伤

4.水淬旋转轮碰伤

解决措施：

1.炉内辊道、步进梁表面完好，若有棱角、毛刺应及时修磨

2.斯惠顿杠杆表面无棱角、毛刺，速度正常

3.压紧轮压下功能完好、压轮表面无棱角、毛刺

4.旋转轮表面应光滑，无棱角、毛刺

5.对水淬后的管料表面质量进行抽检

58、钢管弯曲产生的原因及如何避免

钢管弯曲主要发生在水淬工序，是由于淬火时马氏体比容比奥氏体大，钢管内部产生组织应力，并且冷却时组织转变不均匀产生热应力，在这两种应力的综合作用下，钢管发生弯曲变形。具体有几下几点:

1.炉内定位不当

2.来料壁厚不均

3.内外喷水不均匀

4.管料旋转速度不当

5.水淬旋转轮中心偏移

6.来料长度短

解决及预防措施：

1.入料前应认真检查来料，如发现不合格品应退回

2.按工艺要求对管料在炉内合理定位

3.外喷水管、补水管无堵塞，内喷嘴无明显泄漏

4.水淬旋转轮中心偏差≤3mm

5.按工艺要求设定喷水量和旋转轮转速，严禁擅自改动工艺参数

当来料长度短造成管料尾端无法接触上旋转轮时，使用加长喷嘴和加长定位挡板。

59、水淬设备常见故障有哪些

主要有红外光栅，斯维顿杠杆，移动门，旋转装置，压紧装置，钢管到位，翻板，液压故障等。

60、如何解决水淬上料装置热金属检测器故障

无信号输出，影响下一工位：

红外光栅的位置偏差，没有照射到到位的钢管，需要调正红外光栅的位置。

红外光栅的镜头玻璃上有脏物，如水点、灰尘等，要用镜头纸将其擦洗干净。

如果无上述二种情况，则电器故障，要找点检检修。