奧氏體晶粒的長大是一個自發(fā)的過程。奧氏體的晶粒越細(xì)，則其總的表面積越大，表面能就越大。奧氏體由細(xì)晶粒長大成為粗晶粒的過程，實(shí)質(zhì)上是一個總的表面積減少、表面能降低的過程。任何物體在處于能量最低的狀態(tài)時，才是最穩(wěn)定的，就像水往低處流一樣，晶粒的長大完全是一個能量降低的自發(fā)現(xiàn)象。影響奧氏體形成的因素主要有加熱條件、原始組織、碳含量和合金元素四個方面。它們都是通過對奧氏體的成核及核的長大速度的影響而起作用的。(1)加熱溫度和保溫時間的影響。加熱溫度強(qiáng)烈地影響著奧氏體晶粒的長大。加熱溫度越高，鐵原子和碳原子的擴(kuò)散能力就越強(qiáng)，

工件淬火后硬度不足指的是工件的大部分或整體達(dá)不到應(yīng)有的硬度。工件淬火后產(chǎn)生硬度不足的原因主要有以下幾方面：①欠熱。加熱溫度過低或保溫時間不足，使奧氏體中碳與合金元素的含量不夠、奧氏體成分不均勻或鐵素體未全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體；裝爐量太大，工件未燒透；控溫儀表發(fā)生故障。②過熱。加熱溫度過高或保溫時間過長，過共析鋼中奧氏體中溶入過量的碳和合金元素、奧氏體晶粒長大，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，以致淬火后殘留奧氏體過多而影響硬度。③冷卻速度不夠，致使硬度不足。淬火時，淬火介質(zhì)選擇不當(dāng)，淬火介質(zhì)溫度過高或老化，工件尺寸太大。由于冷速不夠

在熱處理行業(yè)中，使鋼中的碳化物球狀化的退火方法稱為球化退火。(1)球化退火的目的1)降低硬度，改善切削加工性能。鋼經(jīng)球化退火后，形成的球狀碳化物具有比片狀碳化物低的硬度，有利于改善切削加工性能。2)細(xì)化組織，為淬火做好組織準(zhǔn)備。在淬火加熱過程中，由于球狀碳化物比片狀碳化物較難溶于奧氏體，因而可以阻止晶粒長大，減少和防止鋼的過熱。球化退火后得到的組織均勻，有利于減少淬火畸變和開裂傾向。3)提高淬火工件的耐磨性。由于球狀碳化物在工件淬火后被完全保留下來，且均勻地分布在馬氏體基體上，這些細(xì)而硬的小顆粒可以有效地提高工件的

在熱處理中，使奧氏體晶粒顯著粗化的現(xiàn)象，稱為過熱。使奧氏體晶界出現(xiàn)氧化和熔化的現(xiàn)象稱為過燒。(1)產(chǎn)生原因。造成過熱和過燒的原因都是加熱溫度過高，或在高溫下加熱時間過長。過熱組織的奧氏體晶粒粗大，淬火后得到粗針狀馬氏體，使鋼的脆性增加，容易開裂。而過燒的工件由于晶粒極為粗大，晶界被氧化，甚至被熔化，使得脆性急劇增大。(2)預(yù)防措施1)正確選擇淬火加熱溫度和保溫時間。2)定期檢查儀表、熱電偶，防止因儀表失控而超溫。3)經(jīng)常觀察爐膛火色。4)在鹽爐加熱時，防止工件距電極太近。(3)處理方法。淬火過熱的工件可以返修，但需

高速鋼具有二次硬化現(xiàn)象，其性能取決于淬火熱處理的加熱溫度，如淬火熱處理溫度提高，組織粗化，硬度降低，而殘余奧氏體增加；回火熱處理溫度過高，韌性降低，但刀具的壽命和切削加工性以及耐磨性得到了提高，對車刀、滾刀而言應(yīng)具有高的耐熱性和耐磨性，要保溫足夠的時間以滿足碳化物固溶于基體并發(fā)生均勻擴(kuò)散的需要，而絲錐和拉刀則需要一定的韌性，故采用較低的淬火熱處理的加熱溫度。因此根據(jù)刀具的工作條件和性能要求，合理設(shè)計刀具的熱處理工藝，選擇熱處理設(shè)備和加熱、冷卻介質(zhì)和冷卻方法，同時考慮和采取一定的方法和措施避免和減少熱處理質(zhì)量缺陷，這

嚴(yán)格執(zhí)行零件的熱處理工藝參數(shù)是對操作者的基本要求，許多質(zhì)量缺陷是因操作不當(dāng)造成的，加熱溫度過高則淬火后的殘余奧氏體過多；或淬火溫度低、保溫時間短；淬火時預(yù)冷時間過長、雙液淬火時在水中停留的時間太短、分級淬火時分級溫度太高或停留時間長、奧氏體分解而在顯微組織中出現(xiàn)非馬氏體組織等，因此硬度降低，如果回火不足同樣會造成硬度不足等。另外工件使用的原材料如果出現(xiàn)混料，則不可避免地造成硬度不合格，這可通過一般的鋼鐵火花鑒別知識區(qū)分開來，同時淬火后工件的表面顏色也有差異，因此一旦出現(xiàn)該類問題，要應(yīng)用掌握的知識和技能等分析和判斷，

零件經(jīng)過熱處理后出現(xiàn)硬度不均勻如軟點(diǎn)或軟帶等，軟點(diǎn)是指小區(qū)域出現(xiàn)硬度低的現(xiàn)象，而其往往為磨損或疲勞損壞的中心，在十分重要的零件上是不允許出現(xiàn)的，其原因是多方面的，應(yīng)從影響硬度的人、機(jī)、料、法、環(huán)和檢六大因素進(jìn)行分析，從影響因素入手，下面將造成硬度不均勻的原因歸納如下。①原材料質(zhì)量不合格，例如組織晶粒過于粗大或零件表面發(fā)生脫碳，淬火后出現(xiàn)硬度不均勻。②出現(xiàn)組織的嚴(yán)重不均勻，例如組織不合格（如碳化物偏析、碳化物聚集等）、存在大塊的碳化物或大塊的自由鐵素體等，它們直接影響表面硬度的均勻性，使材料的淬透性差，厚截面上下不易

零件的熱處理加熱溫度是依據(jù)材料的相變點(diǎn)和其技術(shù)要求而定，加熱的目的是為了零件獲得成分均勻的奧氏體組織，晶粒得到細(xì)化，為淬火作好組織準(zhǔn)備。通過改變零件冷卻時的溫差，控制Ms點(diǎn)和RA′數(shù)量，來實(shí)現(xiàn)對淬火變形的控制。對于實(shí)心零件和中空零件，其作用有所不同，對于低碳鋼和中碳合金鋼零件，為減少內(nèi)孔收縮，應(yīng)降低淬火加熱溫度，如有可能進(jìn)行局部加熱。而對于采用Cr12等高合金工具鋼制造的筒狀零件，當(dāng)加熱溫度提高后，將造成冷卻后殘余奧氏體數(shù)量的增多，孔徑縮小。零件的預(yù)熱溫度的選擇是有一定規(guī)律的，在500℃左右進(jìn)行預(yù)熱，這

主動錐齒輪是汽車或動力機(jī)械傳遞動力和速度的重要零件，選用的材料為20CrMnTi，其技術(shù)要求為碳氮共滲深度0.6～0.9mm，淬火后表面硬度為59～63HRC，心部硬度為33～48HRC。其加工流程為鍛造→正火→機(jī)加工→鍍銅→碳氮共滲→淬火、回火→機(jī)加工→裝配。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)在齒輪熱處理一段時間或使用中，齒尖端出現(xiàn)氫脆剝落（齒尖脫皮或脹皮）現(xiàn)象，有的齒輪出現(xiàn)氫脆裂紋和斷裂失效，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。對于失效件進(jìn)行分析，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齒輪裝配后在螺紋空刀槽

零件在最終熱處理前的毛坯組織應(yīng)為碳化物呈顆粒狀并均勻分布，基體組織應(yīng)為球狀或細(xì)片狀珠光體組織，零件進(jìn)行預(yù)備熱處理是消除或減少零件中的殘余應(yīng)力，改善切削加工性，改善組織，并為最后的熱處理作好組織準(zhǔn)備。因此毛坯退火后要獲得要求的組織結(jié)構(gòu)，才能滿足零件的工作需要，事實(shí)表明索氏體組織的比容比退火的大，淬火后比容的變化最小。因此選擇合理的預(yù)備熱處理工藝方法，對于減小零件的變形量是十分必要的控制手段。在零件的材料確定、外形設(shè)計和工藝加工路線后，一般是按以下程序進(jìn)行零件的熱處理，來控制和減小熱處理過程中變形。1、對變形量要求嚴(yán)格

經(jīng)過滲碳和熱處理后的零件要進(jìn)行機(jī)械加工，獲得要求的高的表面硬度和表面粗糙度，提高零件的疲勞強(qiáng)度，來滿足零件的工作需要。滲碳后的機(jī)械加工一般為以下幾種。(1)車削和磨削加工滲碳后零件的表面含碳量高，熱處理后表面存在大量的殘余奧氏體，在磨削過程中極易形成磨削裂紋，例如燒傷和裂紋，如果存在粗大碳化物、網(wǎng)狀碳化物或碳化物膜等也會產(chǎn)生磨削裂紋，因此在機(jī)械加工中應(yīng)結(jié)合滲碳零件的技術(shù)要求，針對具體的特點(diǎn)等來選擇正確的工藝參數(shù)，分析和預(yù)見可能產(chǎn)生的缺陷則有助于提高零件的質(zhì)量水平，并能夠指導(dǎo)實(shí)際的機(jī)械加工。(2)噴丸處理將熱處理后的

零件滲碳后進(jìn)行淬火，除了受零件自身形狀、截面變化、滲碳層表面含碳量等因素影響之外，還同熱處理冷卻介質(zhì)和冷卻方法有關(guān)，滲碳層的存在對于淬火變形有明顯的影響，一般而言將使零件在主導(dǎo)應(yīng)力方向淬火的收縮變形率增加。滲碳淬火后變形的實(shí)質(zhì)為低碳鋼零件滲碳后表面的碳濃度增高，水冷后表面組織為馬氏體，但在高溫到Ms點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，呈現(xiàn)明顯的熱收縮，表面滲層和心部是在冷卻過程中，其應(yīng)力處于對立的狀態(tài)，心部是否淬硬決定了零件沿主應(yīng)力方向的變形，通常零件在冷卻時只能獲得塑性較好的鐵素體組織，在表面奧氏體熱收縮的壓縮應(yīng)力作用下，使零件在主導(dǎo)應(yīng)力