感应热处理的回火方式和常见缺陷

前言

一般而言，我们都知道淬火以后肯定要有回火（注：回火也另称为“配火”）这个工序才行。可有的时候我们在现场观察到，为什么有的工件感应淬火后好像没有进行回火呢？

事实上这类工件真的没有进行回火吗？

答案肯定是否定的。

具体采用哪种方式的回火，且看下文所述。

2022-05-21

感应淬火件的回火

感应加热淬火后一般只进行低温回火。

其目的是为了降低残余应力和脆性，而又不致降低硬度，但应尽量保持高硬度和高的表面残余压应力。

一般采用的回火方式有炉中回火、自回火和感应加热回火。

感应淬火冷透的工件、浸淬火连续淬火后的工件以及薄壁和形状复杂的工件，通常在空气炉或油浴炉中回火；

为了在高频表面淬火后使工件表面保留着较高的残余压应力，回火温度比普通加热淬火的要低，一般不高于200℃。

自回火就是利用感应淬火冷却残留下来的热量而实现的短时间回火。

自回火不仅简化了工艺，而且对防止高碳钢及某些高合金钢产生淬火裂纹也很有效。自回火的主要缺点是工艺不易掌握，消除淬火应力不如炉中回火。

采用自回火时，应严格控制冷却介质的温度、喷冷时间和喷射压力。具体的操作规范应通过具体工件的试验来确定。 

表1列出了45钢达到相同硬度的自回火温度与炉中回火温度的比较。

连续感应淬火的长轴或其他零件，有时采用感应加热回火比较方便。

这种回火方法，可以紧接在淬火后进行。由于回火温度低于磁性转变温度，电流的透入深度较小。另一方面，为降低表面淬火件过渡层中的残留拉应力，回火的感应加热层深度应比淬火层深才能达到回火目的。

因此，感应加热回火应采用很低的频率或很小的比功率，延长加热时间，利用热传导使加热层增厚。采用同时加热法时，可利用继续加热法使加热层增厚。 

感应加热回火的最大特点是回火时间短。因此要达到与炉中回火相同的硬度及其他性能时，回火温度应相应提高。

此外，采用感应加热回火，由于加热时间短，所得到的显微组织有极大的弥散度，回火后的耐磨性和冲击韧度比炉中回火高，而且容易安排在流水线上。感应回火要求加热速度小于15-20℃/s。

感应淬火常见的质量问题及返修

01

缺陷1：开裂

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产生原因：

加热温度过高、温度不均；冷却过急且不均；淬火介质及温度选择不当；回火不及时且回火不足；材料淬透性偏高、成分偏析、有缺陷、含过量夹杂物、零件设计不合理、技术要求不当等。

02

缺陷2：淬硬层过深/过浅

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产生原因：

加热功率过大或过小、电流频率过低或过高、加热时间过长或过短、材料淬透性过低或过高、淬火介质温度/压力/成分不当等。

03

缺陷3：表面硬度过高/过低

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产生原因：

材料碳含量偏高或偏低、表面脱碳、加热温度低、回火温度或保温时间不当、淬火介质成分/压力/成分不当等。

04

缺陷4：表面硬度不均

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产生原因：

感应器结构不合理、加热不均、冷却不均、材料组织不良（带状组织偏析、局部脱碳）等。

05

缺陷5：表面熔化

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产生原因：

感应器结构不合理、零件有尖角、孔、槽等、加热时间过长、材料表面有裂纹等。

01

方法1

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返修件经感应加热到700-750℃后在空气中冷却透，然后按该零件淬火规范进行第二次淬火。

02

方法2

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返修零件经炉中加热到550-600℃，保温60-90min。然后在水中或空气中冷却，再按原淬火规范进行第二次淬火。