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熱處理常見問題與解答
發布時間:2016-08-05     閱讀:1126

熱處理常見問題與解答

 

   

 

(1)

淬火常見問題與解決技巧

  

 

 

Ms

點隨

C%

的增加而降低

 

 

 

淬火時,過冷沃斯田體開始變態為麻田散體的溫度稱之為

Ms

點,變態完成之溫度稱之

Mf

點。

%C

含量愈高,

Ms

點溫度愈降低。

0.4%C

碳鋼的

Ms

溫度約為

350

℃左右,而

0.8%C

碳鋼就降低至約

200

℃左右。

 

 

 

※淬火液可添加適當的添加劑

 

 

 

(1)

水中加入食鹽可使冷卻速率加倍:鹽水淬火之冷卻速率快,且不會有淬裂及淬火不

均勻之現象,可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比

10%

為宜。

 

 

 

(2)

水中有雜質比純水更適合當淬火液:水中加入固體微粒,有助于工件表面之洗凈作

用,破壞蒸氣膜作用,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點的發生。因此淬火處理,不用純

水而用混合水之淬火技術是很重要的觀念。

 

 

 

(3)

聚合物可與水調配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調配出由水到油之

冷卻速率之淬火液,甚為方便,且又無火災、污染及其它公害之虞,頗具前瞻性。

 

 

 

(4)

干冰加乙醇可用于深冷處理容液

將干冰加入乙醇中可產生

-76

℃之均勻溫度,

是很

實用的低溫冷卻液。

 

 

 

※硬度與淬火速度之關聯性

 

 

 

只要改變鋼材淬火冷卻速率

,

就會獲得不同的硬度值,

主要原因是鋼材內部生成的組織

不同。當冷卻速度較慢時而經過鋼材的

Ps

曲線,此時沃斯田體變態溫度較高,沃斯田體會

生成波來體,變態開始點為

Ps

點,變態終結點為

Pf

點,波來體的硬度較小。若冷卻速度加

快,冷卻曲線不會切過

Ps

曲線時,則沃斯田體會變態成硬度較高的麻田散體。麻田散體的

硬度與固溶的碳含量有關

,

因此麻田散體的硬度會隨著

%C

含量之增加而變大

,

但超過

0.77%C

后,麻田散體內的碳固溶量已無明顯增加,其硬度變化亦趨于緩和。

 

 

 

※淬火與回火冷卻方法之區別

 

 

 

淬火常見的冷卻方式有三種,分別是:

(1)

連續冷卻;

(2)

恒溫冷卻及

(3)

階段冷卻。為

求淬火過程降低淬裂的發生,臨界區域溫度以上,可使用高于臨界冷卻速率的急速冷卻為

宜;進入危險區域時,使用緩慢冷卻是極為重要的關鍵技術。因此,此類冷卻方式施行時

,

使用階段冷卻或恒溫冷卻

(

麻回火

)

是最適宜的。

 

 

 

回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法

,

其中合金鋼一般使用急冷;

具鋼則以徐冷方式為宜

。

工具鋼自回火溫度急冷時,

因殘留沃斯田體變態的緣故而易產生裂

痕,稱之為回火裂痕;相同的,合金鋼若采用徐冷的冷卻方式,易導致回火脆性。

 

 

 

※淬火后,殘留奧氏體的所扮演的角色

 

 

 

淬火后的工件內常存在麻田散體與殘留沃斯田體

,

在常溫放置一段長久時間易引起裂痕

的發生,此乃因殘留沃斯田體產生變態、引起膨脹所導致,此現象尤其再冬天寒冷的氣候下

最容易產生。此外,殘留沃斯田體另一個大缺點為硬度太低,使得工具的切削性劣化??墒?/p>

用深冷處理促使麻田散體變態生成

,

讓殘留沃斯田體即使進一步冷卻也無法再產生變態;

以外力加工的方式

,

使不安定的殘留沃斯田體變態成麻田散體,

降低殘留沃斯田體對鋼材特

性之影響。

 

 

 

※淬火處理后硬度不足的原因

 

 

 

淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度,若硬度值不理想,則可能是下列因素所造

成:

(1)

淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠;

(2)

可能是冷卻速率不足所致;

(3)

工件表面若熱

處理前就發生脫碳現象,則工件表面硬化的效果就會大打折扣;

(4)

工件表面有銹皮或黑皮

時,該處的硬度就會明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除干凈后,再施以淬火處

理。

 

 

 

※淬裂發生的原因

 

 

 

會影響淬裂的主要原因包括:工件的大小與形狀、碳含量高低、冷卻方式及前處理方法

等。鋼鐵熱處理會產生淬裂,導因于淬火過程會產生變態應力,而這個變態應力與麻田散體

變態的過程有關

,

通常鋼材并非一開始產生麻田散體變態即發生破裂,

而是在麻田散體變態

進行約

50%

(

此時溫度約

150

℃左右

)

,亦即淬火即將結束前發生。因此淬火過程,在高溫

時要急速冷卻,而低溫時要緩慢冷卻,若能掌握『先快后緩』的關鍵,可將淬火裂痕的情況

降至最低。

 

※過熱容易產生淬火裂痕

 

 

 

加熱超過是當的淬火溫度

100

℃以上,稱之為過熱。過熱時,沃斯田體之結晶顆粒變得

粗大化,導致淬火后生成粗大的麻田散體而脆化,易使針狀麻田散體之主干出現橫裂痕

(

稱為麻田散體裂痕

)

,此裂痕極易發展成淬火裂痕。因此,當您的工件在沃斯田體化溫度時

產生過熱現象時,后續的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產生,故有人把『過熱』稱為發生淬

火裂痕的元兇。

 

 

 

※淬火前的組織會影響淬火裂痕?

 

 

 

淬火前的組織當然會影響淬火的成敗。最正常的前組織應該是正?;M織或退火組織

(

波來體結構

)

,若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結果。過熱組織易產生

淬火裂痕,球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎,因此工具鋼或高碳鋼在淬火前,

可施行球狀化處理已是淬火重要技術之一

。

此時可施以球狀化退火或調質球狀化處理以獲得

球狀碳化物。碳化物若以網狀組織存在,則容易由該處發生淬火裂痕。

 

 

 

※淬火零件因常溫放置引起之瑕疵

 

 

 

淬火后的零件,若長時間放置在室溫,可能發生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂

痕又稱為時效裂痕

,

尤其在冬天寒冷的夜晚,

隨溫度之下降導致殘留沃斯田體變態為麻田散

體,使裂痕因此而產生,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時效變形,乃淬火工件放置

于室溫引起尺寸形狀變化之現象,大多導因于回火處理不完全所致。為防止擱置變形,需讓

鋼材組織安定化,因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體

(

實施深冷處理

)

。接著實施

200

~250

℃的回火處理使麻田散體安定化。

 

 

 

(2)

回火常見問題與解決技巧

 

 

 

100

℃熱水回火之優點

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