锻件热处理后硬度偏低的原因及防治措施

同一个锻件硬度不均匀或者硬度偏低，超出技术要求。硬度低使锻件强度极限值低，特别是抗拉强度和弯曲疲劳强度低，在使用过程中，低硬度处 缺口敏感性极强，疲劳裂纹优先发生，往往是锻件疲劳裂纹源。极易在此形成裂纹，最终降低锻件使用。

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（1）锻件硬度偏低的原因是：

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淬火加热温度不足；加热保温时间短，不能充分奥氏体化；亚共析、共析钢铁素体未完全溶解，过共析钢碳化物溶解过少；奥氏体含碳世过低；淬火后得不到高硬度的马氏体；在淬火组织中有未溶解铁素体或低碳马氏体，都会使硬度偏低。在目前生产中，一般表现为工艺不正确，使淬火加热温度低、保温时间不足。装炉量过多、太密，加热介质对流或循环不畅，造成锻件加热不均匀，保温不充分。加热炉老化，空气加热炉电热体常出现故障，密封性差，盐浴炉电极短或细小，使炉内加热温度低，升温速度慢，控温仪表失灵，不能反映炉中真实的加热温度等。这些都会使锻件奥氏体化不充分，铁素体不能充分溶解，使淬火后的硬度偏低。

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淬火温度过高：对于工具钢和髙合金钢，淬火加热温度过高，使淬火组织中残留的奥氏体增多，降低了锻件的淬火硬度。如18Cr2Ni4WA钢和Crl2钢等，若温度过高，淬火后硬度明显偏低。

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淬火冷却不良：淬火时，奥氏体的冷却速度只有大于临界冷却速度时，才能得到淬火马氏体组织，保证淬火后锻件的硬度达到要求。在生产中，冷却介质选择不当，介质的循环速度、喷射压力不够以及介质温度过高等都会使锻件淬火后硬度偏低。故根据不同钢种、尺寸、形状、硬度要求来选择合适的淬火介质，定期检测介质的冷却能力，如盐水比重等应达到工艺要求。若不符合工艺规定，应及时补充或更换。一般盐（碱）水溶液中，若盐碱含量过少，在淬火时，锻件表面形成的蒸气膜不能因“盐爆”而开裂。降低了淬火冷却能力，造成局部或全部硬度偏低。水油温度过高、水油中杂质太多、水中有油或油中有水都会影响淬火冷却能力，使锻件硬度偏低或不均匀。高碳钢淬盐水，水温低于30<1(：才能保证淬火组织不出现托氏体组织，碱浴中的水分应控制在2%~6%较好。

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锻件自炉中取出人淬火介质前，在空气中转移时间过长、在淬火介质中冷却时间短、淬不透或自回火也会使锻件硬度偏低。水淬油冷的双液淬火时，在水中冷却时间不够，或从水中取 出放人油前在空气中停留时间过长，会使组织中出现贝氏体或托氏体，也会导致硬度偏低。

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锻件安装夹具时装载量过多，内部加热不透也会使锻件硬度偏低，成批锻件人淬火介质时，也会使心部锻件淬不上火。

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分级或等温淬火时，温度过髙或分级时间过长，也会降低淬火硬度。锻件在空气中预冷时间过长，得到非马氏体组织，也会降低锻件淬火后的硬度。分级时间过短，淬火后出现残留奥氏体，同样会使硬度降低。

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钢材混料，如低碳钢和中碳钢混合，因材质不同，在同一奥氏体温度下，会出现低碳钢件奥氏体化不充分或中碳钢件过热，淬火后，硬度会有偏差。

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锻件在强氧化性气氛或介质中加热，会使锻件表面脱碳，使锻件表面奥氏体含碳量低。 不同含碳量的奥氏体淬火后的马氏体硬度不同，故脱碳后表面淬火硬度值低。

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锻件锻后未正火或退火时，原始组织有大量铁素体，通过短时间的加热保温淬火，铁素体不能除去，仍被保存下来，使淬火后出现未熔铁素体组织，硬度偏低。

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锻件淬透性差、尺寸很大出现尺寸效应、原材料带状组织严重、碳化物偏析、非金属夹杂物超标，均影响锻件淬火后的硬度。

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另外，硬度计示值不准，锻件表面粗糙有毛刺或氧化皮，硬度计平台不平也会影响硬度测量的准确性。回火温度高、保温时间长，也会使硬度偏低。

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（2）采取的防治措施是：

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热处理工艺正确无误，符合生产实际，工艺应明确加热温度、保温时间、装炉方式、装炉量、淬火方式、淬火介质的种类、组成、温度等。应该有详细的工艺操作规程严格遵守工艺纪律，对于双液淬火，空气预冷淬火，分级等温淬火等各种转移运作都应有严格的时间控制概念，不得马虎，以防止非马氏体组织出现。

文章来源：《材料热处理学报》 网址: http://www.clrclxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0315/556.html