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一、過燒的介紹

過燒組織包括晶界局部熔化、顯微空洞，鋁合金表面發(fā)黑、氣泡及斷口呈灰色無光澤，鎂合金表面氧化瘤等。過燒造成材料失效，除了有過熱的粗大晶粒以外，就是對晶界的破壞。在原材料凝固時因為選擇結(jié)晶效應(yīng)，低熔點(diǎn)元素和雜質(zhì)元素匯聚到晶界位置而最后凝固，即晶界位置的材料熔點(diǎn)最低。工件加熱操作失當(dāng)，爐溫超過該熔點(diǎn)溫度，晶界熔化失去強(qiáng)度(液態(tài))，淬火就直接開裂;也可能冷卻時生成網(wǎng)狀晶界碳化物使工件脆化而開裂;還可能發(fā)生氧元素沿晶界通道快速向內(nèi)部擴(kuò)散，發(fā)生晶界內(nèi)氧化，惡化晶界強(qiáng)度。對于高合金工模具鋼和鋁合金的淬火操作，要特別小心，因為加熱溫度離二相區(qū)之間的差值小，因為材料合金成分偏析，局部體積的晶界材料熔點(diǎn)可能高于熱處理工藝圖紙規(guī)定溫度，以及控溫操作誤差，從而發(fā)生過燒，使工件報廢。

過燒組織使零件性能嚴(yán)重惡化，極易產(chǎn)生熱處理裂紋，所以過燒是不允許的熱處理缺陷。一旦出現(xiàn)過燒，整批零件只能報廢。

因此，在熱處理生產(chǎn)中要嚴(yán)格防止出現(xiàn)過燒。

二、過燒危害舉例

圖1所示為W18Cr4V鋼的淬火過燒組織，由灰白色隱針狀馬氏體和殘留奧氏體基體、沿晶界亮白色網(wǎng)狀碳化物及黑色托氏體組織。

圖1 W18Cr4V 過燒組織 400X

若淬火加熱溫度過高，不僅使碳化物完全溶解，在隨后的冷卻過程中沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀共晶碳化物，而且在晶內(nèi)形成黑色網(wǎng)狀托氏體組織。

圖2所示為W18Cr4V鋼的嚴(yán)重淬火過燒組織，圖中白色區(qū)域為隱針狀淬火馬氏體和殘留奧氏體基體，大塊黑色組織為索氏體+托氏體混合組織，晶界處灰色魚骨狀為共晶萊氏體。由于加熱溫度過高，不僅使碳化物完全溶解，而且在奧氏體晶界上發(fā)生大量熔化，隨后冷卻時，在熔化處形成大量萊氏體組織，奧氏體晶粒中間出現(xiàn)黑色組織。這種嚴(yán)重的過燒組織會使刀具嚴(yán)重變形，出現(xiàn)收縮和皺皮，導(dǎo)致刀具報廢。

圖2 W18Cr4V嚴(yán)重過燒組織 400X

由于高速鋼奧氏體晶粒度的大小取決于淬火溫度的高低，故高速鋼在熱處理后就應(yīng)進(jìn)行晶粒度評定，這是熱處理臨爐檢測質(zhì)量的方法之一。

圖3所示為2A12(LY12)高強(qiáng)度硬鋁合金殼體在固溶處理后全部開裂的典型過燒組織，侵蝕劑為混合酸水溶液。

圖3 鋁合金過燒組織 400X

由圖3可見，在α固溶體上分布著大量復(fù)熔球，局部晶界已經(jīng)復(fù)熔，可溶相已全部固溶于α固溶體中。造成過燒的原因是加熱溫度過高。

過燒，將使零件的性能嚴(yán)重惡化，對工件的危害是致命的。除了制定熱處理工藝時的嚴(yán)謹(jǐn)外，定期對設(shè)備進(jìn)行TUS和SAT檢測也是必要的。