热处理质量控制

热处理质量控制规定

结合许可项目特性和本单位实际情况，依据安全技术规范、标准的要求，制定热处理控制的范围、程序、内容如下：

1.热处理工艺基本要求：

热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。在实际生产过程中，要使热处理这道加工工序顺利有效的执行，通常需要以下几个方面的要求：

a. 具有一定专业理论水平，熟悉本职业务，并有一定实践经验的热处理生产、技术和检验人员。

b. 热处理工艺文件。本厂所处理的产品材料45钢、40Cr，所用热处理工艺文件为自编表格：45钢、40Cr热处理工艺规程表。

c. 热处理加热设备： RT3-180-9全纤维中温台车炉（淬火加热炉）一台、RJ2-120-6井式回火炉一台。

d. 热处理淬火槽和淬火介质：发黑、法兰槽7个，热处理淬火槽3个（其中一个为备用槽，另外两个为生产中使用的淬火槽）,淬火介质为浓度10%盐水。

e. 检验设备及器具：盐水密度计，温度计（测淬火介质温度），台式洛氏硬度计一台，便携式里氏硬度计一台。

2.热处理过程中的质量控制

热处理过程中的质量控制是热处理质量管理的重要组成部分。热处理质量控制，就是对整个热处理过程中的一切影响零件热处理质量的因素实施全面控制，全过程全员参与热处理质量工作，把质量保证的重点从最终检验的被动把关，转移到生产过程当中的质量控制上来，把零件热处理缺陷消灭在质量的形成过程中。从而确保零件热处理质量，确保产品使用的安全可靠和寿命。热处理过程质量控制主要包括以下几方面：2．1 待热处理工件的核查或验收

为了确保热处理质量，工件进入热处理车间后首先应对热处理前的原始资料、工件外观、形状及尺寸进行核查或验收。通常这些项目都标注在相应的工艺技术文件或质量管理文件中，经验收合格后，才能进行热处理生产。

2．1．1 原始资料

原始资料包括待热处理工件的试验数据、供货状态、热处理前的加工方式和加工质量及预先热处理类型。

2．1．1．1 待热处理件的试验数据

1．化学成分

待热处理件的材质应符合国标或部标的规定，要对规定的项目进行验收，必要时进行化学成分复查。因为热处理工艺参数的确定，主要取决于钢的化学成分。此外钢的化学成分还影响热处理工艺性能。

2．非金属夹杂物

钢中常见的非金属夹杂物主要是氧化物、硫化物、氮化物和硅酸盐。严重的非金属夹杂物经轧制或锻造后形成带状分布，出现各向异性，不但降低钢的力学性能，而且淬火时引起畸变，沿非金属夹杂物方向易产生纵向裂纹。

3．偏析钢中的枝晶偏析和区域偏析，影响钢的热加工质量，尤其工具钢中碳化物分布不均，热加工后形成带状组织，造成力学性能的各向异性，降低钢的塑性、韧性和耐磨性。热处理时易过热，增大畸变开裂倾向，引起回火不足，降低钢的红硬性。

2．1．1．2 热处理前的供货和加工状态

热处理前的供货和加工状态可能是铸造、锻造、热挤压、冷拔、切削和焊接等。它们的许多质量缺陷对热处理质量有影响。如铸件中的缩孔、夹渣；锻件中的折叠、带状组织；焊接件中的层状撕裂、气孔；机械加工中形成的变质层等，在热处理时易产生过热、畸变、开裂、软点，并降低工件的力学性能和使用寿命。

2．1．2 待热处理件的外观、形状及尺寸要求

(1)外观应无裂纹，无影响热处理质量的锈斑，氧化皮及碰伤等缺陷。

(2)工件简图应注明。主要尺寸、特殊形状部位、截面悬殊部位、孔的形状和位置。

(3)待热处理件的尺寸与精度应注明加工余量、表面粗糙度、尺寸精度、位置精度及形状精度等。

通过对外观、形状、尺寸的核查，便于热处理工作者采取有效措施，减少热处理畸变，避免淬火开裂。

2.2 正确选择加热参数

2．2. 1 加热温度

一般工件热处理加热温度是根据化学成分(即合金相态图)确定的，如淬火加热温度，亚共析钢为A c3+（30～50℃），共析钢和过共析钢是A c1+（30～50℃）。但是同一种钢材的淬火加热温度并不是固定不变的，为了获得良好的组织与性能，可以在一定范围内优化加热温度。

(1)快速加热的淬火加热温度比一般炉内加热淬火温度高。如45钢一般炉内淬火加热温度是820～840℃，而高频感应加热可提高到880～920℃或更高。

(2)根据后序工艺要求确定淬火加热温度。碳钢和低合金钢油淬比水淬的加热温度可高些，分级或等温淬火的加热温度比普通淬火高；为了减少淬火畸变和开裂倾向，形状复杂的工件可适当降低淬火加热温度；为了提高淬透性差的钢制工件的表面硬度和硬化层深度。可适当提高淬火加热温度。

(3)根据组织和性能要求确定淬火加热温度。

2.3 加热速度

大多数工件常采用快的加热速度，以提高生产效率，但是提高加热速度，加热时的应力会增大。为了防止形状复杂的高合金钢工件和大截面工件加热时的畸变开裂，采用低温入炉随炉升温的方式或进行预热。

2.4 加热缺陷及其控制

2.4.1 过热

1．一般过热加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增大淬火时的畸变开裂倾向。引起过热的原因是炉温仪表失控或混料(如误把高碳钢当做低、中碳钢进行淬火加热)。过热组织经退火、正火或多次高温回火后，再在正常加热条件重新奥氏体化，可使晶粒细化。

2．断口遗传具有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽然能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的根据较多，一般认为曾因加热温度过高，使MnS之类的夹杂物溶人奥氏体并富集于晶界，冷却时这些夹杂物又沿晶界析出。重新加热也不能改变这种分布状况，受冲击时仍沿原粗大奥氏体晶界断裂。

3．粗大组织遗传性具有粗大马氏体、贝氏体、魏氏组织的钢材重新奥氏体化时，以慢速加热至常规的淬火加热温度，甚至低于正常加热温度，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。为了消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火。

2.4.2 过烧

加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗化，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法挽救，只能判废。

2.4.3 脱碳和氧化

钢在加热时，表层的碳与介质中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳。脱碳钢淬火后，表面硬度、疲劳强度、耐磨性降低，而且因表面产生残余拉应力易形成网状裂纹。加热时，钢表层中的铁及合金元素与介质中的氧、二氧化碳、水蒸气发生反应形成氧化膜的现象称为氧化。高温(大于570)℃工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢易出现淬火软点。

表2-1防止和减少氧化脱碳的措施加热介质

2.5. 回火操作

(1)淬火后的工件应及时回火，通常室温停留时间不超过4h。

(2)回火一般是空冷，对具有第二类回火脆性的钢种，在回火脆性温度范围内回火时，应采用油冷或水冷。

(3)大型热锻模多采用带温回火，当锻模冷至150℃左右即由淬火槽移人已加热到回火温度的炉中回火。

(4)局部加热淬火的小型工件也可采用自回火，自回火温度与回火色的对应关系见表2—25。

表2-25回火温度与回火色

2.6. 淬火、回火后的附属工序

(1)工件校直时所产生的残余应力，应不影响以后的机械加工和使用性能。必要时可进行去应力处理。

(2)清洗和清理时，不应对工件产生有害影响。

2.7.调质过程中的质量检验

1．外观检查工件表面不允许有裂纹和有害的伤痕(必要时可用磁粉探伤或其他无损检测方法检测)。锻造余热淬火工件，表面不能有折叠等缺陷。

2．表面硬度硬度必须满足技术要求，表面硬度的误差范围，根据不同类型的工件，不能超过表2—27的规定。

表2—27 淬、回火件的表面硬度误差范围

3．金相组织中碳钢和中碳合金结构钢淬火后一般应得到马氏体。由于奥氏体化温度不同，马氏体形态和大小不一样，一般分为8级。l级属于奥氏体化温度偏低，淬火组织是隐晶马氏体+细针状马氏体和不大于5％的铁素体(体积分数)。而8级则属于过热组织，是粗大的板条马氏体+片状马氏体。正常淬火时控制在2～4级，其组织为细小的板条马氏体+片状马氏体。

3.从管理上考虑热处理质量控制还应注意的问题

从管理的角度来说热处理控制还需注意的问题：包括所用的热处理设备、热处理装置、热处理记录（注明热处理炉号、工件号/产品编号、热处理日期、热处理操作工签字、热处理责任人签字等）和报告的填写、审核确认等。

4.热处理由分包方承担时

热处理由分包方承担时，对分包方热处理质量控制，包括对分包方的评价、选择和重新评价，分包方热处理工艺控制，分包方热处理报告、记录（注明热处理炉号、工件号/产品编号、热处理日期、热处理操作工签字、热处理责任人签字等）和报告的审查确认等。

5.安全措施

5.1 工作前应穿戴好规定的个人劳动防护用品（工作衣、胶鞋、胶皮手套、围裙、

眼镜等），并检查使用的设备工具等安全情况，确认无问题时方能开始操作。

5.2 工作前提前15min开动抽风机，排出工作场地的有毒气体。

5.3 表面处理使用的各种炉、槽禁止超负荷运行。电气系统发生故障时，应及时找维修电工修理，其它人员不得乱动。

5.4 带有易燃易爆性质和中空密闭的零件不得放在炉内、槽内，以免引起火灾爆炸。

5.5 严禁在各种炉、槽上热饭或凉晒衣物。

5.6 槽体上缘到溶液的距离，在无搅拌的情况下为100~200毫米，在有搅拌的情况下，不应小于200毫米。

5.7 熟悉酸碱特性，配制溶液时，必须是先加水，后加酸。

5.8 发现酸液溅在皮肤上，立即用水冲洗干净，可用2%左右的硫代硫酸钠或2%左右的碳酸钠溶液洗涤，然后用水冲洗干净，再涂以甘油，严重被烧伤者，冲洗后立即去医院治疗。

5.9 碱性溶液粘附在皮肤上或眼上，应立即用温水冲洗，再用2%左右的醋酸或2%的硼酸溶液中和后再用冷水冲洗干净，待皮肤干燥后涂以甘油、医用凡士林等，严重者送医院就诊。

5.10 化学除油槽液（除氧化溶液外）升温时应有防止气体溢出的措施。

5.11 在操作中不得在槽体上或吸风咀上行走和跨越，不得站在槽缘上操作。

5.12 配制酸洗溶液时，在酸洗槽内加好水后，必须先加比重小的酸，即先加入盐酸，再加入硫酸。

5.13 氧化槽加水时，应缓慢间断加入，防止一次加入槽液溢出。

5.14 工件出槽时，操作速度应缓慢一点，防止溶液溅在身上和眼里。

5.15 工作结束后，关闭电、气、水源，并整理好设备、工具和工作地点。

编制：审核：批准：

河南建龙重工机械有限公司技术部

2012年12月27日