許多技術(shù)工作中，失敗、出現(xiàn)問題，往往都因?yàn)橐恍┎恢档靡惶岬男∈?，并非技術(shù)關(guān)鍵所造成，也非書本上提到的典型理論在具體運(yùn)用上的錯(cuò)誤，這些小事說到底就是差錯(cuò)！所以，很值得吸取教訓(xùn)，引以為誡。

    在分析這些差錯(cuò)、失誤時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)之所以出問題，常常不是由于不知道“應(yīng)該”怎樣做，而是由于不注意“不要”或“不宜”做什么，從而出現(xiàn)廢品或次品。

下面我舉幾個(gè)例子，大家討論，讀者也可在留言區(qū)留言，分享你們的熱處理心得，參與討論。

1. 要求較高硬度且尺寸較大的淬火件不能采用碳鋼！
   

零件淬火后表面可達(dá)到的硬度取決于鋼材的淬硬性、截面尺寸和淬火劑。在其它條件一定時(shí)，隨零件尺寸的增大，淬火后其表面硬度下降。因此，在設(shè)計(jì)選擇淬火件的材料時(shí)，必須考慮淬火硬度與尺寸的效應(yīng)。而對(duì)于碳鋼，由于其淬透性較差，其淬火硬度與尺寸效應(yīng)比較明顯，當(dāng)所設(shè)計(jì)的零件截面尺寸大于所選用鋼種的臨界淬透直徑時(shí)，是達(dá)不到預(yù)定的硬度要求的。因此，對(duì)于達(dá)種工件，應(yīng)選用淬透性更好的合金鋼。

網(wǎng)友觀點(diǎn)：在經(jīng)常碰到這樣情況，材料淬透性不好，又要求較高的表面硬度和心部硬度，達(dá)不到要求，怎么辦呢？只能偷工減料了。
降低回火溫度呀，回火時(shí)間等等。導(dǎo)致最后使用壽命呀，疲勞強(qiáng)度呀 都會(huì)有很大問題。

      網(wǎng)友觀點(diǎn)：很多企業(yè)中材料選擇和技術(shù)要求都是設(shè)計(jì)人員提出來的，并不通過材料或熱處理技術(shù)人員評(píng)審和協(xié)商，造成材料選擇和技術(shù)要求不適應(yīng)。關(guān)鍵是提高設(shè)計(jì)人員的金屬材料方面的能力和水平。但現(xiàn)實(shí)中很難，可能要經(jīng)過N次出問題才有可能更改設(shè)計(jì)。

2.在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，不能機(jī)械地套用手冊(cè)中所列材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)

     各種手冊(cè)中所列力學(xué)性能數(shù)量，一般都是根據(jù)能淬透的小尺寸試樣（?15～25mm）作試驗(yàn)而得到的數(shù)據(jù)。因此在使用這些數(shù)據(jù)時(shí)必須注意尺寸效應(yīng)對(duì)力學(xué)性能的影響。當(dāng)零件直徑（厚度）與材料臨界淬透直徑相近時(shí)可采用手冊(cè)中的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)與選材的依據(jù)。當(dāng)零件尺寸大于材料臨界直徑較多時(shí)，隨著截面尺寸的增大，鋼材的力學(xué)性能將降低（這種現(xiàn)象稱為尺寸效應(yīng)），尤其是對(duì)于淬透性低的鋼，其尺寸效應(yīng)特別明顯。

     如經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的45鋼，當(dāng)直徑為100mm時(shí)，其ReL或Rp0.2（老標(biāo)準(zhǔn)σs）（yield strength）值較?30mm相比下降約30%，韌性下降約50％。因此，如果保待零件形狀尺寸不變，則應(yīng)改選淬透性較大的材料。如不改變材料，則應(yīng)按所降低的力學(xué)性能相應(yīng)地增大零件截面尺寸，否則會(huì)由于零件熱處理后達(dá)不到實(shí)際要求的性能而造成零件早期失效。

網(wǎng)友觀點(diǎn)：現(xiàn)在搞機(jī)械設(shè)計(jì)的基本上都直接照搬相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，他們可不會(huì)管那個(gè)數(shù)據(jù)是用多粗的試樣做出來的。而且有的標(biāo)準(zhǔn)里也規(guī)定了適用的尺寸范圍，超尺寸的按照一定的比例降低要求，但實(shí)際上，降低的比例往往太少，很難做到。最不爽的就是硬度要求，一般標(biāo)準(zhǔn)給出硬度的較少，設(shè)計(jì)方面就會(huì)出現(xiàn)力學(xué)數(shù)據(jù)照標(biāo)準(zhǔn)，硬度數(shù)據(jù)自己決定，搞得我們郁悶啊 ??！

網(wǎng)友觀點(diǎn)：一個(gè)是：大型襯板，材質(zhì)為高碳鉻鉬鋼，設(shè)計(jì)提的技術(shù)要求強(qiáng)度2000MPa（要實(shí)現(xiàn)此強(qiáng)度，硬度必然較高），沖擊功30以上，結(jié)果產(chǎn)品按照強(qiáng)度要求生產(chǎn)出來后，沖擊功只有個(gè)位數(shù)，而且產(chǎn)品在回火后、轉(zhuǎn)運(yùn)途中和用戶現(xiàn)場（未安裝）和安裝后不久均出現(xiàn)過大量斷裂事故。最后不得已設(shè)計(jì)才答應(yīng)更改技術(shù)要求，降低了過高的強(qiáng)度要求，生產(chǎn)上隨之更改了生產(chǎn)工藝，此后產(chǎn)品使用超過了設(shè)計(jì)壽命！

另一個(gè)是：H13鋼產(chǎn)品，整套48件，尺寸約400*200*160，產(chǎn)品形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)上有沿縱向貫穿的定位槽（槽底倒角R1mm），設(shè)計(jì)要求淬火硬度HRC55~62。生產(chǎn)上要求降低硬度要求未果后，按原定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，結(jié)果產(chǎn)品還未發(fā)貨就出現(xiàn)大批斷裂事故，補(bǔ)廢后發(fā)至用戶現(xiàn)場又有一件斷裂，用戶使用實(shí)際時(shí)間不足一年，產(chǎn)品繼續(xù)斷裂達(dá)8件！裂紋形貌剛直，為應(yīng)力裂紋（與槽底應(yīng)力集中也有關(guān)系），分析認(rèn)為就是技術(shù)要求不顧產(chǎn)品實(shí)際尺寸而片面強(qiáng)調(diào)高硬度，從而導(dǎo)致熱處理后殘余應(yīng)力過大，而最終導(dǎo)致產(chǎn)品批量斷裂。

3.形狀復(fù)雜的淬火件不能選用變形大的鋼

        形狀復(fù)雜的工件，在淬火時(shí)由于熱應(yīng)力及組織應(yīng)力的作用，則會(huì)在工件的內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，從而會(huì)導(dǎo)致工件的變形，甚至開裂而使上件報(bào)廢。要想消除淬火時(shí)產(chǎn)生的副作用．必須沒法減少淬火冷卻速度，要想在較低冷速下也能淬硬，必須選用淬透性較好，也就是變形小的鋼種，臨界冷卻速度較低的合金鋼。

這里主要指調(diào)質(zhì)鋼類。這類鋼可以分為。低淬透性、中淬透性和搞淬透性。這樣來比較比較好。
本來沒有形狀限制的工件選用低淬透性鋼就可以了，但是由于形狀復(fù)雜，那就選用中淬透性，甚至高淬透性鋼來降低熱處理的難度！

網(wǎng)友觀點(diǎn)：為了節(jié)省成本或者就是設(shè)計(jì)人員不懂熱處理工藝性，選擇了也得干，都加工完了不會(huì)直接廢掉的，只能說盡量小心，采用預(yù)冷等措施來減少變形。

網(wǎng)友觀點(diǎn)：這里闡述了一個(gè)問題，一個(gè)是熱處理工作者在制定復(fù)雜工件熱處理工藝時(shí)，要充分考慮應(yīng)力分布情況，制定出合理的工藝。二是在選材方面，應(yīng)充分考慮到機(jī)械零件的使用狀況，而正確選材。

網(wǎng)友提問：請(qǐng)教下為什么淬透性較好的鋼種，變形小，能詳細(xì)幫忙分析下嗎？

學(xué)習(xí)了這么多，你們能解答嗎？請(qǐng)寫在末尾留言區(qū)。。。

4.在淬火油槽內(nèi)要嚴(yán)防有水進(jìn)入

     雖然油的冷卻能力比水小很多，但油的冷卻特性比水好得多。在650～400℃其冷卻能力不如水，在低溫其冷卻能力也比較小，因此油是某些小截面合金鋼常用的淬火劑。但是，若把水無意地帶入普通淬火油中，因油非水溶性，油則會(huì)與水乳化，形成乳化液，這種介質(zhì)在冷卻能力方面一定比油差，就是90%的水，10%的油的乳化液，其冷卻特性也趕不上純油。這種乳化液在300℃左右，其冷卻能力超過油，而這種冷卻作用正是我們所不希望的。若油為非乳化液，水與油分層存在，水位于油槽的底部，在淬火時(shí)一種可能會(huì)引起工件淬火變形開裂，若水層較厚，淬火時(shí)迅速汽化的水可能會(huì)引起爆炸。

     但是，對(duì)于水油雙介質(zhì)淬火也不可避免，這就要管理到位，定期分離！

網(wǎng)友觀點(diǎn)：

公司一批42CrMol零件淬火開裂，主要原因三條：
1.鍛件未正火。
2.880°C溫度加熱淬火。
3.油中含水2%以上。

網(wǎng)友觀點(diǎn)：還有一點(diǎn)需要提出來  淬火油中混入水份 會(huì)延長其蒸氣膜 導(dǎo)致淬火硬度不均勻  變形。

網(wǎng)友觀點(diǎn)：某年某夏季，因下暴雨，部分雨水從油槽的排煙管道進(jìn)入車間淬火油槽，造成2個(gè)月內(nèi)的產(chǎn)品不論大小變形量猛增，教訓(xùn)慘痛，后進(jìn)行加熱淬火油排水氣得到解決！

5.淬火夾具的設(shè)計(jì)與制造不能無原則的隨意制造

      為了保證淬火工件能合理的加熱和按正確的方式浸入淬火劑中，提高生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)中往往要設(shè)計(jì)和制造一些夾具。但淬火夾具設(shè)計(jì)的好壞對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大關(guān)系，因此淬火夾具的設(shè)計(jì)與制造不可隨意迸行，必須滿足以下要求： 
      (1）赤熱時(shí)經(jīng)不起工件給予的負(fù)重，加熱冷卻時(shí)夾具的變形妨礙工件的自由伸長的夾具、掛具不宜使用，不然就會(huì)導(dǎo)致夾具在淬火過程中斷裂、變形，甚至使工件嚴(yán)重變形，影響淬火過程的迸行和淬火質(zhì)量。 
      (2）夾具的體積和重量過大、過重不宜使用，不然夾具會(huì)造成更多地?zé)釗p失。工件入爐時(shí)，會(huì)使?fàn)t溫急劇下降，延長加熱時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率和提高了能耗。 
      (3）結(jié)構(gòu)上影響工件冷卻的夾具不宜使用否則會(huì)造成工件的變形和硬度不均，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成局部淬不上火。 

      (4）用作夾具的材料不宜采用高碳鋼，最好采用低碳鋼，主要是因?yàn)楦咛间撾y以焊接制造，易于從斷口處斷裂，影響淬火。另外，高碳鋼易于氧化脫碳，在反復(fù)沖火時(shí)．會(huì)因反胡、復(fù)淬硬而折斷，使用壽命較短。

6.采用高溫淬火的高合金模具不能用一次長時(shí)間回火代替多次回火

    高溫淬火的高合金模具要進(jìn)行多次回火，如由3Cr2W8鋼制造的熱鍛模要進(jìn)行兩次以上的回火。這是因?yàn)檫@些高溫淬火的高合金工件，淬火后組織內(nèi)有更多的殘余奧氏體，多次回火之目的就是使殘余奧氏體在回火冷卻時(shí)完成向馬氏體轉(zhuǎn)變，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的馬氏體再轉(zhuǎn)變成回火馬氏體。若采用一次長時(shí)間回火則難以實(shí)現(xiàn)上述組織轉(zhuǎn)變，屬回火不充分，便會(huì)導(dǎo)致二次硬化現(xiàn)象不明顯，工件尺寸穩(wěn)定性較差，脆性較大，壽命偏低。

網(wǎng)友提問：這一段中，脆性較大這個(gè)詞不理解。殘奧轉(zhuǎn)變不充分，脆性相對(duì)小才是，難道因?yàn)槭褂眠^程中的形變誘發(fā)馬氏體相變？求指導(dǎo)。

汪老師解答：一方面殘留奧氏體轉(zhuǎn)變不充分，另一個(gè)方面是淬火馬氏體回火不充分。雖然殘留奧氏體韌性好，但是和馬氏體比較比例??！所以脆性突出些！

網(wǎng)友觀點(diǎn)：確實(shí)如此。因?yàn)槊看位鼗疬^程都是一次重新激活殘留奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程，如果用一次長時(shí)間回火代替多次回火，相當(dāng)于僅激活一次。回火時(shí)間其實(shí)透燒即可，與保持時(shí)間長短沒有太大關(guān)系。

問題的關(guān)鍵是,要了解殘留奧氏體促變理論.這一理論認(rèn)為高碳高合金鋼淬火后高溫回火對(duì)殘留奧氏體的消減作用,其原理是,高溫回火的加熱過程賦予了殘留奧氏體重新轉(zhuǎn)變的動(dòng)力(能量),真正的轉(zhuǎn)變是在冷卻過程進(jìn)行的.所以,重新轉(zhuǎn)變能力的大小與加熱溫度有關(guān);轉(zhuǎn)變量與冷卻過程有關(guān).即反復(fù)回火使得殘留奧氏體一次比一次少.

網(wǎng)友案例：實(shí)用模具的重復(fù)回火
　　　對(duì)實(shí)用模具（特別是高合金工具鋼）在特定溫度下回火時(shí)，采用長時(shí)間一次回火與適時(shí)多次回火，其效果是大不相同的。現(xiàn)以壓鑄模用鋼DKA（約相當(dāng)于4Cr5MoVSi）為例加以分析。
　　　圖8-7是壓鑄模用鋼DKA的S曲線。現(xiàn)將壁厚為150mm的模具從淬火溫度空冷淬火，模具表面的冷卻曲線（細(xì)實(shí)線）從a點(diǎn)、模具心部的冷卻曲線（粗實(shí)線）從c點(diǎn)分別到達(dá)Ms點(diǎn)，如果采用連續(xù)冷卻，表面從b點(diǎn)到Mf點(diǎn)（約50℃）則馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束，應(yīng)立即裝爐回火，這時(shí)心部只到達(dá)d點(diǎn)（約200℃），馬氏體轉(zhuǎn)變約完成80%而殘留20%奧氏體，如果心部繼續(xù)冷卻至室溫，則表面將有冷裂的危險(xiǎn)，所以在進(jìn)入回火時(shí)，表面和心部分別比b點(diǎn)和d點(diǎn)的溫度要高。如果在e-f溫度回火，從S曲線可了解到：即使經(jīng)過數(shù)十小時(shí)，殘余奧氏體也不轉(zhuǎn)變，在d點(diǎn)殘留的20%的奧氏體，繼續(xù)保留到f點(diǎn)然后冷卻，到達(dá)h點(diǎn)后發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，至i點(diǎn)結(jié)束，與此相對(duì)應(yīng)，表面部分通過b→e→f→g 成為完全回火組織。

網(wǎng)友案例：不怕外行領(lǐng)導(dǎo)內(nèi)行，就怕偽內(nèi)行領(lǐng)導(dǎo)內(nèi)行。真實(shí)案例：高速鋼鏜刀淬火后硬度62HRC，技術(shù)要求62-64，“內(nèi)行”領(lǐng)導(dǎo)要求：160°回火就行了，溫度高了硬度就不夠了“操作工哭了，從沒見過高速鋼低溫回火的，我說，不是不能低溫回火，看什么用途？當(dāng)班沒有回火爐高溫回火，可以暫時(shí)放入低溫爐內(nèi)回火，防止開裂。但絕不是因?yàn)榇慊鹩捕鹊停▽?shí)際不低）而不敢用高溫回火高速鋼560°三次回火完全可以將62HRC回到64HRC。這就是偽內(nèi)行！

end

明天我們繼續(xù)學(xué)習(xí)《錯(cuò)誤導(dǎo)致失敗——熱處理教訓(xùn)！》的幾個(gè)案例。