课堂：关于硬度问题的5问

在淬火现场经常听说零件淬了火而不硬。淬火的目的是为了提高零件的硬度，不硬就不叫淬火。从外观上看好象是淬了火，而实际内部并没有淬火。淬而不硬的原因有三个:

为此可以采用下列三个措施:

(1)考虑零件表面硬化层的奥氏体化温度是否充足,确定这一点是必要的，温度计或记录纸上指示的温度是热电偶顶端的温度，而不是零件的温度。必须注意，我们要的是零件本身的温度。

(2)考虑快速冷却是否充分。为了使钢淬火硬化,必须用临界冷却速度以上的速度进行冷却。其中，在临界区城(约达550℃)内必须用约160C/S以上的速度冷却。还应检查淬火液的温度和搅拌方法。还有,零件放在槽内或笼内进行成批淬火(成组淬火),和单个零件淬火二者的冷却效果不同，因此必须注意装炉方式。

(3)混料。混料在热处理中是最危险的，如果发生混料就不能达到预想的淬火效果。要找出是否混料，最简便的方法是用火花检验法。

火花检验法能根据火花流线和碳的燥花检查出混料。所以热处理人员要掌握这种方法,在热处理之前必须做火花检验，以对材质进行顶先检查。

采取上述措施的同时，还要注意处理件的表面脱碳或氧化，皮的附着情况。如果炉内是渗碳性气氛，最好添加氮气。

可用喷丸的方法将氧化皮除净，此外，残余奥氏体多的时候，也会导致淬火硬度不足，这种情况最好进行冷处理。通过冷处理，提高硬度。

热处理(淬火、回火)后零件的硬度通常采用抽样检查，在所测得的硬度中，若数值参差不齐说明有软点。软点的基本原因是淬火不均匀而不是回火温度不均匀。与其说是淬火温度不均匀，倒不如说大部分是冷却不均匀。如果考虑钢具有良好的热传导性，那么冷却速度不均匀导致软点，这种考虑倒较为恰当。当然，如果发生局部脱碳，或是局部渗碳，即使冷却均匀，也会产生淬火软点，造成硬度不均匀。只要不是材质不均匀，就可认为硬度不均匀是冷却不均匀引起的。

虽说是回火温度有参差而出现软点，但只要把回火温度与钢的热传导结合起来考虑，钢中回火温度的参差并不那么厉害。所以软点主要是冷却不均匀造成的。

由于回火不会发生硬度不均匀的问题，所以如有软点，应该首先考虑是淬火不均匀留下的恶果。不言而喻，零件淬火后从整体看其硬度比所规定的硬度高，则说明是回火不足造成的;反之，若硬度低，则说明是回火过头造成的。总之,零件淬火硬度不均匀是由于淬火不均匀引起的，所以首先要注意淬火均匀的问题。

附带要说明的是，洛氏硬度计的精度应该是: HRC土1;肖氏硬度的精度应该是: Hs士3。

退火中有不软化的实例出现，这是退火不良的现象。退火不良的原因大部分是冷却速度不当。一般说来，原则上退火用炉冷。但对小型零件，或淬透性好的钢件，用炉冷也会因冷却速度出乎意料的快而造成软化不充分。在软化中从奥氏体化温度到约550℃的冷却速度最能发挥作用,重要的是要使钢件在这一温度范围内很缓慢地冷却下来。

在特殊情况下，最好采用等温退火,即从奥氏体化温度放入在650~680C的恒温炉中进行等温处理，如果利用等温退火，无论淬透性怎样好，钢都能被充分退火软化。

一般说来，表面渗碳淬火和高频淬火件的表面硬度比靠近表面的亚表层软，主要原因是表面层有残余奥氏体。在表面淬火零件的表层上有残余应压力( σr)，所以表层本来应该硬，而它之所以软，不得不说是残余奥氏体存在的缘故。

将此表面进行冷处理，就会硬化和增加硬度，这就是有残余奥氏体存在的证据。

因此，表面淬火的零件需要耐磨性时，一般得采用冷处理。自然，冷处现后必须在规定的温度( 180~200℃ )下回火。

如果表层脱碳，表面硬度当然降低。表面硬化处理的零件多半是经过精加工的零件，所以，表面软化的原因与其说是脱碳，倒不如说是残余奥氏体所致。表面软化的原因是表面脱碳,还是存在残余奥氏体呢?只要经过冷处理就明白了。

冷处理后如果硬度提高，就是残余奥氏体造成的软化；如果硬度不变，就可断定是脱碳造成的软化。

高速钢(SKH)及模具钢( SKOIl )的二次回火硬化，一般采用高温回火( 500~700C)。但是，只检查零件的硬度难以确定是淬火后未经回火的零件，还是二次回火硬化的零件?这种情况只要在400℃下回火:即通过400℃回火后，如果硬变(HRC)不变化，则证明零件已经过二次回火(高温回火);反之如硬度降低，则证明尚末经过高温回火。如图7一1所示，

可见二次回火硬化的钢,用400℃的温度回火，硬度最低，比淬火硬度还低，也比高温回火的硬度低。如果已经过二次回火硬化，则硬度不因400℃回火而有所变化。

高温环境下使用的工具，必须在高于使用温度50度下进行高温回火，若不进行这种高温回火，不仅硬度降低，而且还导致工具的尺寸变化，以致造成质量事故。