热处理质量的影响因素及检验要求

热处理是机械制造中的一个重要环节，热处理质量的好坏直接关系到产品或零件的内在质量和使用性能。生产中影响热处理质量的因素很多，为保证产品质量符合国家标准或行业标准的要求，从原材料进厂开始，所有热处理件在每一道热处理工序后都要进行严格的检验，如果产品出现质量问题，不能直接转入下一道工序，这样才能保证产品的质量。另外，在热处理生产中，一个合格的检验员，只按技术要求对热处理后的工件质量进行检验和检查是远远不够的，更重要的任务是当好参谋。在热处理生产过程中，首先要看操作人员是否严格执行工艺规程，工艺参数是否正确。如果在质检过程中发现质量问题，要帮助操作人员分析质量问题的原因，寻找解决问题的办法。 应控制一切可能影响热处理质量的因素，确保生产出质量优良、性能可靠、用户满意的合格产品。

1、热处理质量检验内容

1.预热处理

预先热处理的目的是为了改善组织、软化原材料，以利于机械加工、消除应力、获得理想的热处理原始组织等。对于一些大型零件，预先热处理也是最终热处理。预先热处理一般采用正火、退火。

1）铸钢件扩散退火由于长期在高温下加热，容易使晶粒粗大，退火后应再进行充分退火或正火，以细化晶粒。

2）结构钢完全退火一般用于中、低碳钢铸件、焊接件、热轧件、热锻件等，以改善组织、细化晶粒、降低硬度、消除应力等。

3）合金结构钢等温退火，主要用于42CrMo等钢的退火。

4）工具钢的球化退火球化退火的目的是改善切削性能和冷变形性能。

5）去应力退火 去应力退火的目的是为了消除钢铸件、焊接件、机械加工件的内应力，减少后续工序的变形和开裂。

6）再结晶退火 再结晶退火的目的是消除工件的冷加工硬化。

7）正火 正火的目的是改善组织，细化晶粒，可作为预备热处理，也可作为最终热处理。

以上退火正火组织均为珠光体。在质量检验中，重点是工艺参数的检验，即在退火正火过程中，首先要执行流动检验工艺参数。在工序完成后，主要检验硬度、金相组织、脱碳深度、退火正火目的项目、带状、网状碳化物等。

（二）退火、正火缺陷的判断

1）硬度过高中、高碳钢硬度过高，往往是由于退火时加热温度过高、冷却速度过快造成的。高碳钢往往是由于等温温度偏低、保温时间不足造成的。若出现上述问题，可按照正确的工艺参数进行重新退火，以降低硬度。

2）网状组织这种组织多出现在亚共析钢和过共析钢中。亚共析钢中出现网状铁素体，过共析钢中出现网状碳化物。其原因是加热温度过高，冷却速度过慢，可通过正火处理消除。检验应按规定标准进行。

3）脱碳：在空气炉中进行退火或正火时，工件在没有气体保护的情况下加热，由于金属表面发生氧化而产生脱碳。

4）石墨碳 石墨碳是由碳化物分解而产生的，主要原因是加热温度过高，保温时间过长。钢中出现石墨碳时，会出现淬火硬度低、软点、强度低、脆性大、断口呈灰黑色等问题。当出现这种石墨碳时，工件只能报废。

（三）最终热处理

生产中最终热处理的质量检验通常包括淬火后检验、表面淬火后检验、回火后检验。

1）变形。应按要求检查淬火变形，变形超过规定值时，应重新进行矫直。如因某种原因不能矫直，变形超过加工余量，可采用工件在软状态下矫直，然后重新淬火回火，达到要求的办法进行修复。一般工件淬火回火后的变形不大于加工余量的2/3至1/2。

2)开裂。任何工件表面都不允许出现裂纹，所以热处理件必须进行100%检查，特别要检查应力集中处、尖角、键槽、薄壁孔、厚薄连接处、凸凹处等。

3）过热、过烧。过热、过烧用金相显微镜检测。工件淬火后，不得有粗大的针状马氏体过热组织和晶界氧化过烧组织，因为过热、过烧会引起强度降低、脆性增加、易开裂。

4）氧化、脱碳。对加工余量较小的工件，必须严格控制氧化、脱碳。对切削刀具、磨具等，不允许有脱碳现象。当淬火件发现严重的氧化、脱碳时，一定是加热温度过高或保温时间过长，必须同时进行过热检查。

5)软点。软点会使工件产生磨损和疲劳损伤，所以不允许出现软点。软点产生的原因多是原材料加热、冷却不当或组织不均匀、存在带状组织及残留脱碳层等。软点出现后，应及时修复。

6）硬度不够。通常工件淬火时，加热温度过高，残余奥氏体过多，会造成硬度下降。加热温度过低或保温时间不足，淬火冷却速度不够，操作不当等都会造成淬火硬度不够。对于以上情况，只能进行返工。

7）盐浴炉。对于高中频、火焰淬火工件，不允许有烧伤。

经过最终热处理的零件表面不得有腐蚀、碰伤、缩孔、损伤等缺陷。

2、热处理质量检验的项目及方法。

热处理零件的技术要求不同，采用的热处理工艺不同，质量检验项目和方法也不同。以下是热处理生产中常用的质量检验项目和方法。

1、化学成分检验。

1）火花鉴别法。热处理生产中经验丰富的检验人员和热处理工人，可以通过观察材料经砂轮磨削时产生的火花特征，来鉴别零件材料的化学成分。

2）光谱分析。用光谱仪测量并记录不同元素谱线的波长和强度。通过对照谱线表，就可以得到材料中的元素及含量。

3）化学分析法。实验室的化学分析方法可以准确地分析出金属材料中各元素的含量。这种方法在工厂中最常用。

4)微区化学成分分析。微区化学成分分析的方法包括电子探针X射线分析、俄歇电子能谱分析、离子探针分析等方法。

2.宏观组织检查及断口分析。

1)宏观检验法。钢材的宏观检验通常采用酸浸腐蚀法进行，包括热酸浸腐蚀检验、冷酸浸腐蚀检验、电解酸腐蚀等方法。

2）断口分析。分析包括宏观断口分析和微观断口分析。

（三）微观结构分析。

1）钢材热处理后的纤维组织识别。

2）钢材的显微缺陷检验。

3）钢中非金属夹杂物的检验。

4）化学热处理层深的确定。

5）灰铸铁的显微组织检查。

6）常用有色金属组织分析。

（四）力学性能试验。

1）热处理件的硬度检测。

2）热处理件力学性能试验。

（五）无损检测。

1）内部缺陷的检测。

2）表面缺陷检测。