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钢热处理十种组织缺陷分析及对策

钢的力学性能、物理性能和化学性能决定钢的热处理组

织。正常组织赋予钢优异性能；组织缺陷恶化钢的性能，降

低产品质量和使用寿命，甚至发生事故。钢热处理主要有十

种组织缺陷．分析原因，采取对第，有显著技术经济效益。

一、奥氏体晶粒粗大

钢奥氏体晶粒定为13级，一级最粗，13级最细。晶粒愈细，

强韧性愈佳，淬火得到隐晶马氏体；晶粒禽粗，强韧性愈差、

脆性大，淬火得到粗马氏体。实践证明．奥氏体形成后，随

着温度升高和长时间保温，奥氏体晶粒急剧长大当加热温度

一定时，快速加热奥氏体晶粒细小；慢速加热，奥氏体晶粒

粗大奥氏体晶粒随钢中含C、Mn元素增加而增大，随钢中

含W、Mo、V元素增加而细化。钢最终淬火前未经预处理，

奥氏体晶粒易粗化，淬火得到粗马氏体，强韧性低，脆性大。

晶粒粗化，降低晶粒之闻结合力，力学性能恶化。

对策——合理选择加热温度和保温时间。加热温度过低，起

始晶粒大，相转变缓慢；加热温度过高，起始晶粒细，长大

倾向大，得到粗大奥氏体晶粒。加热温度应按钢的临界温度

确定，保温时间接加热设备确定。合理选择加热速度，根据

过热度对奥氏体形核率和长大速率影响规律，采用快速加热

和瞬时加热方法细化奥氏体晶粒，如铅浴加热、盐浴加热、

高频加热、循环加热、激光加热等。淬火前预处理细化奥氏

体晶粒，如正火、退火、调质处理等。选用细晶粒钢和严格

控温等措施。

二、残余奥氏体量过多

钢件淬火后过冷奥氏体已转变成淬火马氏体．未完全转变者

为残余奥氏体。残余奥氏体在回火过程可部分转变成马氏

体，但因材料与工艺不同，残余奥氏体可多可少保留在使用

状态中。保留少量残余奥氏体有利增加强韧性、松驰残余应

力、延缓裂纹扩展、减少变形等。但过量残余奥氏体将降低

钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、屈服强度、弹性极限和引起

组织不稳定，导致使用时发生尺寸变化等不利因素。园此，

残余奥氏体含量不宜过多。

高合金钢中有大量降低Ms点的台金元素，会增加淬火钢残

余奥氏体量，如高速钢淬火后残余奥氏体量高达50％以上；

过高的淬火加热温度会使钢中C和合金元素大量溶入高温奥

氏体中，提高了台金化奥氏体稳定性，不易发生马氏体相变，

保留在淬火组织中，增加残余奥氏体量；等温淬火较普通淬

火残余奥氏体量多；淬火冷却速度慢，残余奥氏体量多等。

对策——按照铜件使用条件，合理选择淬火加热温度，精密

控温．采用中温预回火和高温多次回火，促使高合金钢残余

奥氏体转变为回火马氏体；淬火后或经短时低温回火后进行

-60℃～-120℃零下冷处理，促使残余奥氏体转变为马氏体。

再经回火等工艺措施控制残余奥氏体量。

三、魏氏组织

多发生在含碳量≤06％的亚共析钢，当钢锭从1000～1200℃

高温奥氏体状态经长时间缓慢冷却扩散退火时，游离铁素体

从奥氏体晶界及沿解理面以微细格子状或块状析出，形成具

有一定位向的片状组织。晶粒粗大，即魏氏组织。魏氏组织

使钢的力学性能低劣，脆性转变温度升高。在钢的临界区形

变后再结晶热处理也会形成晶粒粗大魏氏组织。魏氏组织是

典型过热组织，常规热处理无法消除，保留在使用状态中易

发生突发事故，必须采取对策消除。

对策——对钢材进行改锻．经3—4次双十字形镦拨可击碎

块状同状针状铁素体，使之细化均匀分布，充分溶解于高温

奥氏体中得到A相变点处奥氏体微细化结构；锻热固溶调质

预处理能显著改善材料显微组织结构，再经正常热处理达到

组织性能技术条件，轻微魏氏组织可采用完全退火或正火加

以消除。严洛原材料A库金相检查．有魏氏组织钢材不投产。

避免热处理时严重脱碳氧化和在临界区形变。提高钢材纯洁

度．选用电渣重熔钢等措施。

四、碳化物不均匀度大

碳化物硬而脆．是脆性相，它的大小、形状和分布直接影响

钢的性能，尤其对工模具有特大影响。碳化物不均匀分布，

增加过热敏感性。因碳和合金元素富集，降低了碳化物堆集

处熔点，造成碳化物堆集处过热、过烧、晶粒粗大。淬火组

织粗化易引起应力集中，成为裂纹源，导致淬火开裂；碳化

物不均匀分布引起淬火晶粒度粗细太小不均，因碳化的聚集

处有大量未溶解碳化物阻碍奥氏体晶粒长大，晶粒细小；而

非碳化物堆集处未溶解碳化物数量少，无法阻碍奥氏体晶粒

长大，则此处晶粒粗大。碳化物不均匀分布起到切割基体

作用，破坏了金属基本连续性，使钢的力学性能有明显各向

异性；碳化物堆集处周围的奥氏体在淬火加热时溶解较多的

碳化物和台金元素，使该处马氏体