焊接热处理中 出现过热情况的分析
发布时间：
2024-06-28
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来源：焊接热处理中 出现过热情况的分析
过热显微组织特征
过热组织包括：
① 结构钢的晶粒粗大、马氏体粗大、残留奥氏体过多、出现魏氏组织；
② 高速钢的网状碳化物、共晶组织（莱氏体组织）、萘状断口；
③ 马氏体型不锈钢的铁素体过多；
④ 黄铜合金脱锌，使表面出现白灰，酸洗后呈麻面等。
按照正常热处理工艺消除的难易程度，可将过热组织分为稳定过热和不稳定过热两种类型。一般过热组织可通过正常热处理消除，称为不稳定过热组织。稳定过热组织是指经一般正火、退火和淬火不能完全消除的过热组织。
过热的重要特征是晶粒粗大，它将降低钢的屈服强度、塑性、冲击韧性和疲劳强度，提高钢的脆性转变温度；过热的另一个重要特征是淬火马氏体粗大，它将降低冲击韧性和耐磨性能，增加淬火变形和开裂倾向。过热缺陷还有魏氏组织、网状碳化物、石墨化、共晶组织、萘状断口、石状断口等，这些缺陷不仅大大降低钢的力学性能和使用性能，而且很容易同时产生淬火开裂。
图1 45钢过热组织 400X
图1所示为45钢在930℃加热保温15min水淬的显微组织，由灰色粗大淬火中碳马氏体、灰白色残留奥氏体和马氏体基体组成，右上角的黑色条状是沿晶界的淬火裂纹。
由于淬火加热温度远远超过正常淬火加热温度，导致奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大马氏体，组织应力增加，钢的脆性也增加，淬火后在试样中产生了和轴线平行的单条纵向裂纹。
图2 T10A钢过热组织 400X
图1所示为45钢在930℃加热保温15min水淬的显微组织，由灰色粗大淬火中碳马氏体、灰白色残留奥氏体和马氏体基体组成，右上角的黑色条状是沿晶界的淬火裂纹。
由于淬火加热温度远远超过正常淬火加热温度，导致奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大马氏体，组织应力增加，钢的脆性也增加，淬火后在试样中产生了和轴线平行的单条纵向裂纹。
图3 高速钢轻度过热组织 400X
图3所示为W18Cr4V钢的轻度淬火过热组织，在灰白色隐针马氏体和残留奥氏体基体上分布着白色粒状二次碳化物及沿晶界的块状共晶碳化物，过热程度为2级。晶粒粗大，棱角状碳化物以及针状马氏体的出现，都是钢材过热的特征。
过热使钢的力学性能下降，脆性增大，有可能造成刀具开裂、变形或在使用中发生崩裂现象。
图4 高速钢萘状断口金相组织 400X
图4所示为W18Cr4V钢重复二次加热淬火（萘状断口）的显微组织，灰白色基体为隐针状马氏体和残留奥氏体，其上分布着未溶解的白色粒状碳化物。奥氏体晶粒特别粗大，超过1级，但是见不到过热的棱角状碳化物和过烧的莱氏体组织。
出现这种特大晶粒是重复二次加热淬火的特有组织状态。如果将工件击断，则呈萘状断口，即具有特殊闪光的粗糙断口。萘状断口的硬度、热硬性和正常断口的无区别，但硬度、韧性很差，工件使用时会早期失效，属于高速钢常见的缺陷之一。高速钢出现组织缺陷时，必须经过球化退火后再淬火才能得到正常的组织，切记不能简单地重复淬火。
过热组织预防措施
为了防止产生过热，应正确制定并实施合理的热处理工艺，严格控制炉温和保温时间。
一般过热组织可以通过多次正火或退火消除；对于较严重的过热组织，如石状断口等，不能通过热处理方法消除，必须采用高温变形和退火联合作用的方法才能消除。各种过热组织特这预防挽救措施见表1所示。
表1 过热组织特征及预防挽救措施
过热，是钢的一种组织缺陷，它的出现将显著地降低工件的机械性能，对工件是很不利的，必须采取措施避免
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