机械零件选材及热处理手册(热处理问题22问，这些问题都搞清楚，我也可以是热处理高手)

Posted 2023-05-29

篇首语：于今腐草无萤火，终古垂杨有暮鸦。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了机械零件选材及热处理手册(热处理问题22问，这些问题都搞清楚，我也可以是热处理高手)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

机械零件选材及热处理手册(热处理问题22问，这些问题都搞清楚，我也可以是热处理高手)

1. 真空加热有淬火增碳？
在分析真空热处理工件增碳现象时，有两种误解：第一，认为是工件在淬火油中增碳；第二，认为是加热热室的石墨件造成增碳。其实，很多情况下不是这两个原因，而是加热热室的清洁度不高，有大量淬火油在工件进出炉、料筐污染、送料小车进出带入热室，残留在热室冷壁上，加热时形成挥发性还原气氛，对工件增碳。

除了在1050℃高温以上的温度直接入油外。1050℃以下的加热工件油淬火时，稍做预冷入油不会形成明显的增碳现象。

对加热室的石墨件等对工件的增碳情况，也不能排除，但是完全没有残留淬火的气氛严重。

真空加热淬火的增碳现象更为严重的是来自淬火油污染炉膛的原因，不是人们所说的油中淬火或石墨件的原因！
2. 真空热处理（淬火）变形小？
在热处理变形中有两个概念：组织变形和形状结构变形。研究所得的结果是：真空热处理比其他炉型热处理获得同样组织和硬度时，变形最小。即：组织变形最小。

对于形状结构变形，真空热处理往往不如其他炉型的热处理变形小，其他炉型的热处理，例如淬火，很容易采用分级、等温、炉外校直等方法来控制变形量，真空淬火由于这些功能的不完善，有时反而会增大。

这两个概念的混淆，给人们的印象是：真空热处理变形小，这是错误或不全面的理解！
3. 回火色与温度有关？
回火之后钢的表面呈现一种氧化膜的颜色，称为回火色。很多情况下，需要根据回火色判定回火温度。回火色随温度变化，因此可以根据回火色大体判定回火温度。但是回火色还与回火时间有关，通常都以5分钟时间为准。

碳钢不同温度时的回火色，以5分钟为准，表面色泽如下：
淡黄色：200℃；
草黄色：220℃；
褐色：240℃；
紫色：260℃；
蓝紫色：280℃；
深蓝色：290℃；
蓝色：300℃；
淡蓝色：320℃；
蓝灰色：350℃；
灰色：400℃。

不锈钢的不同温度时的回火色：
淡麦黄色：290℃；
麦黄色：340℃；
淡红棕色：390℃；
淡红色：450℃；
淡蓝色：530℃；
深蓝色：600℃。

低合金钢的不同温度时的回火色：
淡麦黄色：225℃；
麦黄色：235℃；
淡红棕色：265℃；
淡红色：280℃；
淡蓝色：290℃；
深蓝色：315℃。
但是在很多资料中，只是仅仅提到色泽与温度的关系，忽略了时间这个关键前提，同样温度下，随着保温时间的延长，最终的色泽会偏向更高的温度色泽。往往会造成实际温度的误判。

4.模具失效热处理占高比例？
国内外关于模具早期失效原因的统计数据：
失效原因日本的统计数据 % 上海地区的统计数据 %
模具材料质量不好 7 17.8
模具设计不合理 10 3.3
热处理工艺不妥 44 52
模具加工方法不好 7 8.9
对模具材料性能缺乏认识 5 ----
模具材料下料不当 3 ----
模具材料选择不当 3 ----
模具使用条件不好 7 11
锻造工艺不妥 ---- 7
其他方面 14 ----

这个数据列表说明的是对以往事故的统计结果，在对未来事故的预测上是不适用的。就是说对明天的某个模具失效的原因判定，不能就此认为模具失效的原因热处理占44～52%。而是要针对性的做分析。这个统计数据误导了不少人，让人们形成了一个思维定势：认为模具失效就是热处理问题。希望大家注意这个问题。
5. 我的锻造尺寸合格，热处理质量问题与我锻造无关？
锻造工序是为了消除材料缺陷，改善组织形态，提高材料性能。节约机械切削加工量，提高材料利用率。但是当今的锻造者把“消除材料缺陷，改善组织形态”忘的一干二净，仅仅在保证锻造尺寸上“下工夫”，全然不顾提高材料性能方面的要求了。更令人惊叹的是有些材料通过锻造工序，不是提高了材料性能，反而把材料的性能搞坏了。锻造者不分青红皂白地采用锻造余热退火的方法，结果在材料中形成严重的网状碳化物组织。
由于材料锻造的加热温度大多远远高于热处理淬火的加热温度，那种“严重的网状碳化物组织”发生组织遗传，给产品质量带来严重后果。
6. 我的热处理硬度合格，你的产品早期失效与我热处理无关？
热处理不仅要保证合格的硬度值，更要注重工艺选择和工艺过程的控制。过热的淬火回火可以达到要求的硬度；同样，淬火欠热，通过调整回火温度，也可以凑合到要求的硬度范围。这个做法大有人在。有的为了节省用电量，欠热淬火；有的是由于加热炉的极限温度限制，欠热淬火。这样的热处理产品早期失效怎么与热处理无关呢？
7. 我委托你热处理时，我的产品是好的，你热处理搞坏了，你热处理负责赔偿？
这种说法在处理热处理质量问题时，会经常遇到，听到这个说法之后，热处理人真是哭笑不得。如果你碰到这样的顾客，那问题肯定出在顾客身上，倒不是热处理有问题了！因为顾客对热处理之前的制造质量过程控制根本不了解，没有考虑为热处理创造良好的预处理状态。

8. 手册说可以热处理淬火达到这个硬度，你为什么做不到这个硬度？
有些人认为，他设计时的硬度选择是按照手册中的硬度范围选定的，你热处理怎么就说达不到这个硬度呢？

例如：用弹簧纲60Si2Mn来制作大型件，由于实际工件厚度很大，厚薄显著，热处理已经没有好的办法达到要求的硬度标准。手册中硬度是可以达到：58—60HRC。结合实际工件是没有办法达到的。只能降低热处理要求。

决定热处理的硬度受下列几个因素控制：材料牌号、模具尺寸大小、工件重量、形状结构，后续加工方式等因素。模具热处理之后不是内外硬度都是一样的，要根据模具尺寸大小来选择材料和设计尺寸，不能直接按照设计手册里的技术标准和硬度要求来选取，手册上的硬度标准是来自小试样的热处理结果，在运用到实物上时一定要按实际情况来决定合理的硬度指标。不合理的硬度指标，比如过高的硬度，就会损失工件的韧性，造成工件的使用开裂。
9.这个产品是你热处理的，我在使用中出了问题，你热处理负责？
某企业在使用模具过程发生模具断裂打伤操作工的情况，该企业立即通知热处理厂家：在你家热处理的模具使用中打伤人了，你们要赔偿多少多少！问其原因，得到的答复是，这个产品是你们热处理加工的，出了事故，所以要求你们赔偿。看看多么理直气壮的理由！
产品失效要从设计、选材、材料缺陷、工艺缺陷（包括热处理）、装配与使用等方面分析，找出真正的原因。为了推卸责任武断认定是热处理的原因造成失效是没有道理的。为什么医生看病一定要亲自看到病人本人，我认为和我们对产品的失效要做全面分析废品的设计、选材、材料缺陷、工艺缺陷（包括热处理）、装配与使用过程等方面是一个道理，不能直接认定就是哪个环节有问题一样！

此事后来经过最权威机构鉴定，热处理的质量完全正常，不是造成那个事故的原因。真正原因是使用问题-----过载！

对某行业的知识缺乏是有情可愿的，但是处理问题不是采用科学的态度就是无知了。
我为从事热处理工作而高兴，为什么？你看热处理已经能“包治百病”了，什么事情都找热处理啊！

10. 我的产品热处理硬度HRC只能是60HRC。59或61HRC我都不能接受？
经常遇到受委托的热处理产品硬度值只能在某一个确定值上，不能有偏差！比如要求热处理硬度达到60HRC，你热处理之后达到59HRC，或61HRC就视为不合格产品。殊不知，洛氏硬度机的允许偏差还在1HRC呢！你和他解释热处理道理，他（她）会摆出一副“上帝的面孔”：你想不想做我的热处理产品？市场竞争嘛！热处理厂家只好硬着头皮承接，至于热处理厂家怎么做好的？同行们肯定能猜测的出来的！
真是“人有多大胆，地有多大产”。
11. 淬火出来的工件没有冷到室温，不能进行回火？
有些人认为淬火出来后，还没有冷却到室温时，不能进入回火工序。实际上很多钢种，尤其低、中碳钢，其马氏体转变终了点大都高于室温，冷到室温时，反而容易开裂，淬火出来后就可以尽快转入回火工序。
12.淬火出来的工件必须带温回火？
这种做法是不可取的，要根据钢种的马氏体转变点来决定淬火之后的回火前的入炉温度！为了防止淬火开裂，不能妄加推测，一概而论的采用带温回火的办法！
13.我的产品退火之后，要放置一周之后，你才能热处理淬火？
个别老板自称有提高模具使用寿命的秘诀！他的秘诀是什么呢？探其究竟，竟然是要求热处理者做完退火处理之后，不能马上进行淬火回火处理。模具必须在退火和淬火之间要在室温放置一个礼拜时间！说是：释放退火应力！这个道理不知道那位专家能给于解答？！
真是世界之大无奇不有！
14.产品尺寸加工已经全部完成，要求热处理保证不变形？
有的人为了节省产品加工费用，在热处理之前，把所有的尺寸加工结束，然后去热处理淬火回火。要求热处理者保证在热处理过程中不变形，或者只允许变形量在最后一道冷加工的公差带值内！热处理的过程实质上就是一个组织变形阶段，微观上的变形积累，有谁敢保证不在宏观上表现出来成为尺寸变形呢？
为了节省他自己的费用，把问题转嫁给热处理者，这些人“聪明”吧？！

15.热处理的产品没有硬度？
很多委托产品外加工的企业，曾几何时学会了要求进货检验，既然领导提出这个要求，那么伙计们就正儿八经对待了，也去买一台洛氏硬度计回来，放到工厂里，开始对热处理后的产品开始进货检验了。这些本无可非议，但是他们老是对热处理产品检验不合格！这可忙坏了热处理公司，怎么会呢？明明白白是经过检验合格出厂的，怎么到用户手中就不合格了呢？公司上下不得其解。

热处理公司严肃对待，紧急派员去处理此事！真是不看不知道，一看吓一跳！原来他们对热处理的产品的脱碳层也不去除（加工余量足够保证加工之后，不会残留脱碳层），就直接在工件表面上面打HRC硬度了！这怎么会有高硬度呢？My god! 这到底是谁对谁不信任呢？

16. 热处理工学好铁碳平衡相图就可以了？在很多资料中说明铁碳平衡相图在热处理中是十分重要的知识，是制定钢铁材料加热工艺的依据，而且指出：尤其是热处理工必须熟练掌握铁碳平衡相图。

铁碳相图是铁碳合金在平衡状态时的组织组成图，而不是获得非平衡的马氏体、贝氏体等组织的转变图。铁碳相图的临界温度参数仅仅局限在碳钢和铸铁，非合金钢和合金铸铁。合金钢和合金铸铁的平衡状态图由于添加了其它合金元素，与铁碳平衡状态图相差还是很大的。

铁碳平衡相图是加热和冷却过程中的速度是及其缓慢的结果，而且又局限于铁碳合金钢种，这个理论状态，是不可能在实际生产中大量运用，实际淬火等热处理加热冷却过程中组织转变都是在一定加热速度和冷却速度下进行的，不是完全达到平衡状态。所以，铁碳平衡相图仅仅是研究热处理、学习热处理的必备基础知识和出发点，而不是直接在热处理工艺过程中运用的相图。

热处理工熟练掌握了铁碳平衡相图知识只是热处理学习的开端，不能达到使用铁碳平衡相图来处理工艺实际问题的境界。

热处理工学好铁碳相图仅仅是具备热处理入门知识之一。
17. 退火工件可以形成等轴晶粒？
在低碳钢退火工艺中，很多人认为可以获得等轴晶粒。实际上，在沸腾钢中容易获得等轴晶粒度。在Al铝镇静钢中是很难达到等轴晶粒组织的。尤其经过冷挤压的变形件退火，晶粒很明显的呈变形挤压组织形态！即使950℃以上的退火温度也难以达到等轴晶粒。
信不信由你！
18. 硬度越低挤压变形越好，越容易？
人们的直接思维是：硬度越越低越容易挤压变形。在钢材的挤压工艺中，珠光体球化组织状态变形能力最高，但是这个组织状态比起片状珠光体的硬度一般都高，所以要求挤压件的原始组织是珠光体球化组织的技术要求，而不能采用硬度最低的片状珠光体组织。
19. 锻模要求高硬度正确吗？
在使用热锻模的用户中，很多人喜欢提出高硬度的要求，甚至要求52—55HRC。这个观念是错误的。

这个现象的出现，究其原因，应该是某些不规范的热处理企业或某位“大师”在做锻模对外热处理业务时，没有真正按照锻模的服役条件来淬火，而是降低淬火温度、缩短保温时间，仅仅满足用户的硬度要求，这种硬度值看似符合标准（或规范）的锻模硬度范围，由于没有考虑红硬性，在使用时，锻模的抗回火能力差，硬度很快就会降低，用户对这种使用过的锻模再检测时，发现锻模的热处理硬度不高。锻模的“老板”就动脑筋了：下次热处理时提高硬度要求，结果发现提高硬度的锻模比上一次按照标准、规范选取的硬度值的锻模寿命提高了，于是他很高兴：原来提高硬度就能解决这个问题。他怎么能知道是热处理的厂家或“大师”的无能的热处理水平造成超出标准的硬度反而寿命长的奥秘呢？结果这个问题谬种误传，致使热锻模的技术要求的硬度值一天比一天的高！

在标准的硬度范围内的具有红硬性的热锻模，其寿命是良好的！锻模要求高硬度是不正确的！

20. “搞好热处理，零件一顶几”
不要把责任都拦在热处理的头上，所以出了质量问题，做热处理的公司、工厂就倒霉了，不是你自己说的：搞好热处理，零件就能一件顶几件吗？产品出了质量问题不是你热处理问题，还是谁的问题？热处理的人应该谦虚低调一点了。搞热处理的人应该向※※学家学习：※※不可以预测，更不可以预报。你看，※※学家一点问题都没有。按照现代管理理念，优质产品是设计出来的，不是制造出来的。热处理仅仅是制造过程的一个环节，热处理工艺的设计也是建立在零件技术条件之下的再设计，已经不能改变整体零件的设计了，就算是热处理搞好了，怎么能一件顶几件呢？看来不能随便说说，要科学对待。
21. 为什么热处理是高含量低价值？
对待热处理这个行业为什么一直是高技术含量低加工价值呢？很多了解热处理的人认为热处理难学、难做、实际人才的成长也不容易。也有人说：热处理就是把工件烧烧红，往水里一放，就好了。这么简单吗？既然成为一个学科，那肯定不是那么简单。如果按照那些“烧烧红，往水里一放”的人的观点看待所有问题，那世界就没有难事了。飞机一加速度不就上天了吗？火车一加煤不就跑起来了吗？飞船甩到太空不就能飞了吗？电脑一通电不就可以使用了吗？一座跨海大桥用几根钢丝来起来不就行了吗？按照那些“低价值”人的观点，世界万物都可以用“一……,就……”来看待了。

当那些人不需要热处理时，总是夸夸其谈说，热处理怎么重要，人们怎么怎么对热处理重视；

当他需要委托别人做热处理加工时，就说热处理“烧烧红，往水里一放就可以了”，不愿意支付比较合理的热处理加工费；

当出了开裂、使用寿命低等等问题时，就认为“热处理是万恶之首”，都是热处理惹的祸；
当国人的热处理有某些欠缺时，就说某国热处理怎么怎么的高级、先进。

热处理这个行业一直是高技术含量低加工价值的真实原因是观念的问题和一些人对热处理行业的偏见。

22. 铝合金件处理之后表面皱纹就是热处理过烧吗？
铝合金件在固溶时效处理之后，判断在固溶时是否过烧有两种方法：金相法和表面状态色泽法。根据工件表面色泽、状态判断在热处理固溶时是否过热便于现场及时处理，但是需要丰富经验。金相法判定准确、但是要解剖实物，是破坏性的检测判定，容易造成浪费。
根据工件表面色泽、状态判断：
①件表面暗灰色，
②工件表面有起小泡的现象，
③出现裂纹，裂纹断口粗糙

有上述情形之一时，有过烧可能。这是只在热处理之后的工件上观察。当固溶时效件已经进行了后续加工，再观察时，发现铝合金工件表面有异常现象-----粗糙、变形、皱纹等，不能简单地认为是热处理过烧了。由于铝合金的强度和黑色金属相比较还是低的，就要分析后续工序的作用和影响了。尤其后续的抛光、喷砂处理，对表面的影响不能忽视。当在工件局部出现“水面波纹”式的皱纹时，不能判定为热处理过烧，而是喷砂的压力太高或喷砂的时间过长，在铝合金表面形成的变形层的原因。这个“水面波纹”式的皱纹不具有铝合金过烧的特征，而是具有表面受冲击形成塑性变形的特征，这时候应该判定为：喷砂缺陷！
采用金相法裁定，证实是喷砂缺陷。