一位經驗豐富的熱處理廠長談熱處理誤區
06-22
一位經驗豐富的熱處理廠長談熱處理誤區
此事後來經過最權威機構鑒定，熱處理的質量完全正常，不是造成那個事故的原因。真正原因是使用問題-----過載！對某行業的知識缺乏是有情可願的，但是處理問題不是採用科學的態度就是無知了。我為從事熱處理工作而高興，為什麼？你看熱處理已經能「包治百病」了，什麼事情都找熱處理啊！
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熱處理是我們鍛造行業最重要的一道工序，我們許多熱處理的同行會遇到各種各樣的產品問題。本文是一位老熱處理廠長工作多年經歷的一些熱處理誤區例子。都是實實在在的在工作中遇到的問題。分享出來供大家參考。
1、 這個產品是你熱處理的，我在使用中出了問題，你熱處理負責？某企業在使用模具過程發生模具斷裂打傷操作工的情況，該企業立即通知熱處理廠家：在你家熱處理的模具使用中打傷人了，你們要賠償多少多少！問其原因，得到的答覆是，這個產品是你們熱處理加工的，出了事故，所以要求你們賠償。看看多麼理直氣壯的理由！產品失效要從設計、選材、材料缺陷、工藝缺陷（包括熱處理）、裝配與使用等方面分析，找出真正的原因。為了推卸責任武斷認定是熱處理的原因造成失效是沒有道理的。為什麼醫生看病一定要親自看到病人本人，我認為和我們對產品的失效要做全面分析廢品的設計、選材、材料缺陷、工藝缺陷（包括熱處理）、裝配與使用過程等方面是一個道理，不能直接認定就是哪個環節有問題一樣！
3、我的產品熱處理硬度HRC只能是60HRC，59或61HRC我都不能接受？
經常遇到受委託的熱處理產品硬度值只能在某一個確定值上，不能有偏差！比如要求熱處理硬度達到60HRC，你熱處理之後達到59HRC，或61HRC就視為不合格產品。殊不知，洛氏硬度機的允許偏差還在1HRC。你和他解釋熱處理道理，他會擺出一副上帝的面孔：你想不想做我的熱處理產品？市場競爭嘛！熱處理廠家只好硬著頭皮承接，至於熱處理廠家怎麼搞好的？同行們肯定能猜測的出來的！真是「人有多大膽，地有多大產」。4、淬火出來的工件沒有冷到室溫，不能進行回火？有些人認為淬火出來後，還沒有冷卻到室溫時，不能進入回火工序。實際上很多鋼種，尤其低、中碳鋼，其馬氏體轉變終了點大都高於室溫，冷到室溫時，反而容易開裂，淬火出來後就可以儘快轉入回火工序。5、淬火出來的工件必須帶溫回火？這種做法是不可取的，要根據鋼種的馬氏體轉變點來決定淬火之後的回火前的入爐溫度！為了防止淬火開裂，不能妄加推測，一概而論的採用帶溫回火的辦法！6、我的產品退火之後，要放置一周之後，你才能熱處理淬火？
個別老闆自稱有提高模具使用壽命的秘訣！他的秘訣是什麼呢？探其究竟，竟然是要求熱處理者做完退火處理之後，不能馬上進行淬火回火處理。模具必須在退火和淬火之間要在室溫放置一個禮拜時間！說是：釋放退火應力！這個道理不知道哪位專家能給於解答？！真是世界之大無奇不有！7、產品尺寸加工已經全部完成，要求熱處理保證不變形？有的人為了節省產品加工費用，在熱處理之前，把所有的尺寸加工結束，然後去熱處理淬火回火。要求熱處理者保證在熱處理過程中不變形，或者只允許變形量在最後一道冷加工的公差帶值內！熱處理的過程實質上就是一個組織變形階段，微觀上的變形積累，有誰敢保證不在宏觀上表現出來成為尺寸變形呢？為了節省他自己的費用，把問題轉嫁給熱處理者，這些人「聰明」吧？8、熱處理的產品沒有硬度？很多委託產品外加工的企業，曾幾何時學會了要求進貨檢驗，既然領導提出這個要求，那麼夥計們就正兒八經對待了，也去買一台洛氏硬度計回來，放到工廠里，開始對熱處理後的產品開始進貨檢驗了。這些本無可非議，但是他們老是對熱處理產品檢驗不合格！這可忙壞了熱處理公司，怎麼會呢？明明白白是經過檢驗合格出廠的，怎麼到用戶手中就不合格了呢？公司上下不得其解。熱處理公司嚴肅對待，緊急派員去處理此事！真是不看不知道，一看嚇一跳！原來他們對熱處理的產品的脫碳層也不去除（加工餘量足夠保證加工之後，不會殘留脫碳層），就直接在工件表面上面打HRC硬度了！這怎麼會有高硬度呢？My god! 這到底是誰對誰不信任呢？
9、熱處理工學好鐵碳平衡相圖就可以了？
在很多資料中說明鐵碳平衡相圖在熱處理中是十分重要的知識，是制定鋼鐵材料加熱工藝的依據，而且指出：尤其是熱處理工必須熟練掌握鐵碳平衡相圖。鐵碳相圖是鐵碳合金在平衡狀態時的組織組成圖，而不是獲得非平衡的馬氏體、貝氏體等組織的轉變圖。鐵碳相圖的臨界溫度參數僅僅局限在碳鋼和鑄鐵，非合金鋼和合金鑄鐵。合金鋼和合金鑄鐵的平衡狀態圖由於添加了其它合金元素，與鐵碳平衡狀態圖相差還是很大的。鐵碳平衡相圖是加熱和冷卻過程中的速度是及其緩慢的結果，而且又局限於鐵碳合金鋼種，這個理論狀態，是不可能在實際生產中大量運用，實際淬火等熱處理加熱冷卻過程中組織轉變都是在一定加熱速度和冷卻速度下進行的，不是完全達到平衡狀態。所以，鐵碳平衡相圖僅僅是研究熱處理、學習熱處理的必備基礎知識和出發點，而不是直接在熱處理工藝過程中運用的相圖。熱處理工熟練掌握了鐵碳平衡相圖知識只是熱處理學習的開端，不能達到使用鐵碳平衡相圖來處理工藝實際問題的境界。熱處理工學好鐵碳相圖僅僅是具備熱處理入門知識之一。
在低碳鋼退火工藝中，很多人認為可以獲得等軸晶粒。實際上，在沸騰鋼中容易獲得等軸晶粒度。在Al鋁鎮靜鋼中是很難達到等軸晶粒組織的。尤其經過冷擠壓的變形件退火，晶粒很明顯的呈變形擠壓組織形態！即使950℃以上的退火溫度也難以達到等軸晶粒。
信不信由你！11、硬度越低擠壓變形越好，越容易？
人們的直接思維是：硬度越越低越容易擠壓變形。在鋼材的擠壓工藝中，珠光體球化組織狀態變形能力最高，但是這個組織狀態比起片狀珠光體的硬度一般都高，所以要求擠壓件的原始組織是珠光體球化組織的技術要求，而不能採用硬度最低的片狀珠光體組織。12、鍛模要求高硬度正確嗎？
在使用熱鍛模的用戶中，很多人喜歡提出高硬度的要求，甚至要求52—55HRC。這個觀念是錯誤的。這個現象的出現，究其原因，應該是某些不規範的熱處理企業或某位「大師」在做鍛模對外熱處理業務時，沒有真正按照鍛模的服役條件來淬火，而是降低淬火溫度、縮短保溫時間，僅僅滿足用戶的硬度要求，這種硬度值看似符合標準（或規範）的鍛模硬度範圍，由於沒有考慮紅硬性，在使用時，鍛模的抗回火能力差，硬度很快就會降低，用戶對這種使用過的鍛模再檢測時，發現鍛模的熱處理硬度不高。鍛模的「老闆」就動腦筋了：下次熱處理時提高硬度要求，結果發現提高硬度的鍛模比上一次按照標準、規範選取的硬度值的鍛模壽命提高了，於是他很高興：原來提高硬度就能解決這個問題。他怎麼能知道是熱處理的廠家或「大師」的無能的熱處理水平造成超出標準的硬度反而壽命長的奧秘呢？結果這個問題謬種誤傳，致使熱鍛模的技術要求的硬度值一天比一天的高！在標準的硬度範圍內的具有紅硬性的熱鍛模，其壽命是良好的！鍛模要求高硬度是不正確的！13、鋁合金件處理之後表面皺紋就是熱處理過燒嗎？
鋁合金件在固溶時效處理之後，判斷在固溶時是否過燒有兩種方法：金相法和表面狀態色澤法。根據工件表面色澤、狀態判斷在熱處理固溶時是否過熱便於現場及時處理，但是需要豐富經驗。金相法判定準確、但是要解剖實物，是破壞性的檢測判定，容易造成浪費。根據工件表面色澤、狀態判斷：
①件表面暗灰色，②工件表面有起小泡的現象，③出現裂紋，裂紋斷口粗糙。有上述情形之一時，有過燒可能。這是只在熱處理之後的工件上觀察。當固溶時效件已經進行了後續加工，再觀察時，發現鋁合金工件表面有異常現象-----粗糙、變形、皺紋等，不能簡單地認為是熱處理過燒了。由於鋁合金的強度和黑色金屬相比較還是低的，就要分析後續工序的作用和影響了。尤其後續的拋光、噴砂處理，對錶面的影響不能忽視。當在工件局部出現「水面波紋」式的皺紋時，不能判定為熱處理過燒，而是噴砂的壓力太高或噴砂的時間過長，在鋁合金表面形成的變形層的原因。這個「水面波紋」式的皺紋不具有鋁合金過燒的特徵，而是具有表面受衝擊形成塑性變形的特徵，這時候應該判定為：噴砂缺陷！採用金相法裁定，證實是噴砂缺陷。14、手冊說可以熱處理淬火達到這個硬度，你為什麼做不到這個硬度？
有些人認為，他設計時的硬度選擇是按照手冊中的硬度範圍選定的，你熱處理怎麼就說達不到這個硬度呢？例如：用彈簧綱60Si2Mn來製作大型件，由於實際工件厚度很大，厚薄顯著，熱處理已經沒有好的辦法達到要求的硬度標準。手冊中硬度是可以達到：58—60HRC。結合實際工件是沒有辦法達到的。只能降低熱處理要求。決定熱處理的硬度受下列幾個因素控制：材料牌號、模具尺寸大小、工件重量、形狀結構，後續加工方式等因素。模具熱處理之後不是內外硬度都是一樣的，要根據模具尺寸大小來選擇材料和設計尺寸，不能直接按照設計手冊里的技術標準和硬度要求來選取，手冊上的硬度標準是來自小試樣的熱處理結果，在運用到實物上時一定要按實際情況來決定合理的硬度指標。不合理的硬度指標，比如過高的硬度，就會損失工件的韌性，造成工件的使用開裂。15、對待熱處理這個行業為什麼一直是高技術含量低加工價值呢？
很多了解熱處理的人認為熱處理難學、難做、實際人才的成長也不容易。也有人說：熱處理就是把工件燒燒紅，往水裡一放，就好了。這麼簡單嗎？既然成為一個學科，那肯定不是那麼簡單。如果按照那些「燒燒紅，往水裡一放」的人的觀點看待所有問題，那世界就沒有難事了。飛機一加速度不就上天了嗎？火車一加煤不就跑起來了嗎？飛船甩到太空不就能飛了嗎？電腦一通電不就可以使用了嗎？一座跨海大橋用幾根鋼絲來起來不就行了嗎？按照那些「低價值」人的觀點，世界萬物都可以用「一……,就……」來看待了。當那些人不需要熱處理時，總是夸夸其談說，熱處理怎麼重要，人們怎麼怎麼對熱處理重視；當他需要委託別人做熱處理加工時，就說熱處理「燒燒紅，往水裡一放就可以了」，不願意支付比較合理的熱處理加工費；當出了開裂、使用壽命低等等問題時，就認為「熱處理是萬惡之首」，都是熱處理惹的禍；當國人的熱處理有某些欠缺時，就說某國熱處理怎麼怎麼的高級、先進。熱處理這個行業一直是高技術含量低加工價值的真實原因是觀念的問題和一些人對熱處理行業的偏見。
熱處理不僅要保證合格的硬度值，更要注重工藝選擇和工藝過程的控制。過熱的淬火回火可以達到要求的硬度；同樣，淬火欠熱，通過調整回火溫度，也可以湊合到要求的硬度範圍。這個做法大有人在。有的為了節省用電量，欠熱淬火；有的是由於加熱爐的極限溫度限制，欠熱淬火。這樣的熱處理產品早期失效怎麼與熱處理無關呢？
17、我的鍛造尺寸合格，熱處理質量問題與我鍛造無關？
鍛造工序是為了消除材料缺陷，改善組織形態，提高材料性能。節約機械切削加工量，提高材料利用率。但是當今的鍛造者把「消除材料缺陷，改善組織形態」忘的一乾二淨，僅僅在保證鍛造尺寸上「下工夫」，全然不顧提高材料性能方面的要求了。更令人驚嘆的是有些材料通過鍛造工序，不是提高了材料性能，反而把材料的性能搞壞了。鍛造者不分青紅皂白地採用鍛造餘熱退火的方法，結果在材料中形成嚴重的網狀碳化物組織。由於材料鍛造的加熱溫度大多遠遠高於熱處理淬火的加熱溫度，那種「嚴重的網狀碳化物組織」發生組織遺傳，給產品質量帶來嚴重後果。18、模具失效熱處理占高比例？
國內外關於模具早期失效原因的統計數據：
19、真空加熱有淬火增碳？
在分析真空熱處理工件增碳現象時，有兩種誤解：第一，認為是工件在淬火油中增碳；第二，認為是加熱熱室的石墨件造成增碳。其實，很多情況下不是這兩個原因，而是加熱熱室的清潔度不高，有大量淬火油在工件進出爐、料筐污染、送料小車進出帶入熱室，殘留在熱室冷壁上，加熱時形成揮發性還原氣氛，對工件增碳。除了在1050℃高溫以上的溫度直接入油外。 1050℃以下的加熱工件油淬火時，稍做預冷入油不會形成明顯的增碳現象。對加熱室的石墨件等對工件的增碳情況，也不能排除，但是完全沒有殘留淬火的氣氛嚴重。真空加熱淬火的增碳現象更為嚴重的是來自淬火油污染爐膛的原因，並不是人們所說的油中淬火或石墨件的原因！20、真空熱處理（淬火）變形小？
在熱處理變形中有兩個概念：組織變形和形狀結構變形。研究所得的結果是：真空熱處理比其他爐型熱處理獲得同樣組織和硬度時，變形最小。即：組織變形最小。對於形狀結構變形，真空熱處理往往不如其他爐型的熱處理變形小，其他爐型的熱處理，例如淬火，很容易採用分級、等溫、爐外校直等方法來控制變形量，真空淬火由於這些功能的不完善，有時反而會增大。這兩個概念的混淆，給人們的印象是：真空熱處理變形小，這是錯誤或不全面的理解！21、回火色與溫度有關？
回火之後鋼的表面呈現一種氧化膜的顏色，稱為回火色。很多情況下，需要根據回火色判定回火溫度。回火色隨溫度變化，因此可以根據回火色大體判定回火溫度。但是回火色還與回火時間有關，通常都以5分鐘時間為準。碳鋼不同溫度時的回火色，以5分鐘為準，表面色澤如下：淡黃色：200℃草黃色：220℃褐色：240℃紫色：260℃藍紫色：280℃深藍色：290℃藍色：300℃淡藍色：320℃藍灰色：350℃灰色：400℃不鏽鋼鍛件的不同溫度時的回火色：淡麥黃色：290℃麥黃色：340℃淡紅棕色：390℃淡紅色：450℃淡藍色：530℃深藍色：600℃低合金鋼的不同溫度時的回火色：淡麥黃色：225℃麥黃色：235℃淡紅棕色：265℃淡紅色：280℃淡藍色：290℃深藍色：315℃但是在很多資料中，只是僅僅提到色澤與溫度的關係，忽略了時間這個關鍵前提，同樣溫度下，隨著保溫時間的延長，最終的色澤會偏向更高的溫度色澤。往往會造成實際溫度的誤判。推薦閱讀：
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