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14.工件退火和正火时可能出现哪些缺陷?

退火和正火常见缺陷有以下几种:

(1)过烧。退火或正火加热温度过高时,奥氏体晶界会严重氧化,甚至会局部熔化,致使工件报废,这种现象称为过烧。防止出现这种缺陷的主要措施是教育操作人员切勿疏忽大意、定期校验测温装置及控温仪表。

(2)退火后硬度偏高。高碳工具钢或过冷奥氏体稳定性高的结构钢退火时,出现这种缺陷,主要原因是冷却速度偏快或等温退火的温度偏低或保温时间偏短。因加热温度过高而使过冷奥氏体更加稳定,也是某些合金钢退火后硬度偏高的可能原因之一。球化退火后钢的硬度偏高,主要是由于加热温度偏高、冷却速度偏快或等温保温时间偏短而使球化不良。

(3)出现粗大的魏氏组织。这种缺陷常在亚共析钢正火或退火时产生。亚共析钢魏氏组织的特征是铁素体呈针片状由奥氏体晶界插入晶内,珠光体填补于针片状铁素体之间。

钢中出现魏氏组织会使它的塑性和韧性下降,当奥氏体晶粒粗大时这种不良影响尤为严重。铸钢件和锻坯中常存在魏氏组织,消除魏氏组织是对它们进行退火和正火的目的之一。然而操作不当时却会使这种组织缺陷重新出现,化学成分不同,钢正火或退火时出现魏氏组织的危险性也不相同。无论哪种钢,奥氏体晶粒粗大都会使形成魏氏组织的倾向增大。冷却速度的影响比较独特:形成魏氏组织的冷却速度有一定范围,冷速高于这个范围的上限或低于这个范围的下限都不会形成魏氏组织。冷速范围的上限和下限取决于钢的化学成分和奥氏体晶粒度,奥氏体晶粒越粗大,这个冷速范围越宽。当退火或正火出现这种缺陷时,重新加热至略高于Ac3的温度,使针片状铁素体溶入奥氏体,同时使奥氏体3比较细小,然后以适当的冷速冷却,魏氏组织即可被消除。

(4)黑脆。黑脆是碳素工具钢或低合金工业钢退火时可能产生的缺陷之一,其特点是退火工件打断后断口呈黑灰色,显微组织中出现石墨。这时钢的硬度并不高,但韧性很低。产生这种缺陷的主要原因是退火加热温度过高、保温时间过长、冷却速度过慢。钢材碳含量偏高、锰含量偏低或促进石墨化的元素含量较高时,更容易产生此缺陷。