為什麼高碳鋼在淬火時容易出現開裂

① 淬火後 鋼 為什麼會變硬

-- 鋼材的熱處理方法和特性

※均質退火處理
簡稱均質化處理（on），系利用在高溫進行長時間加熱，使內部的化學成分充分擴散，因此又稱為『擴散退火』。加熱溫度會因鋼材種類有所差異，大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均質化處理，高碳鋼在1100℃至1200℃之間，而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。

※完全退火處理
完全退火處理系將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度范圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織後，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織。

※球化退火處理
球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內部的層狀或網狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反復加熱、冷卻數次，使A1變態所析出的雪明碳鐵，繼續附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田體後急冷，再依上述方法進行球化處理。使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火後韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回火後機械性質、提高鋼材的使用壽命。

※軟化退火處理
軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到600℃至650℃范圍內（A1溫度下方），維持一段時間之後空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度軟化、回復原先之韌性，以便能再進一步加工。此種熱處理方法常在冷加工過程反復實施，故又稱之為製程退火。大部分金屬在冷加工後，材料強度、硬度會隨著加工量漸增而變大，也因此導致材料延性降低、材質變脆，若需要再進一步加工時，須先經軟化退火熱處理才能繼續加工。

※弛力退火處理
弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產生的殘留應力，這種殘存應力常導致工件強度降低、經久變形，並對材料韌性、延展性有不良影響，因此弛力退火熱處理對於尺寸經度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構件事非常重要的。弛力退火的熱處理程序系將工件加熱到A1點以下的適當溫度，保持一段時間（不需像軟化退火熱處理那麼久）後，徐緩冷卻至室溫。特別需要注意的是，加熱時的速度要緩慢，尤其是大型對象或形狀復雜的工件更要特別注意，否則弛力退火的成效會大打折扣。

※正常化處理
正常化熱處理有兩個重要的功用，一是使工件結晶粒微細化而改善材料機械性質；另一個目的是調節軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分布狀態，以利後續熱處理時碳化物容易固溶於材質，以便提升材料切削性，並使材質均勻化。正常化熱處理的熱處理程序，系將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正常化溫度）保持一段時間，材質成為均勻沃斯田體後，靜置於空氣中使之冷卻。正常化時間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鍾來估算需持溫時間。正常化熱處理又可分為二段正常化、恆溫正常化及二次正常化等多種改良式正常化熱處理。

※淬火處理
淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區域內加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar』（波來體）變態；及（3）使鋼材產生麻田散體或變韌體而硬化。

淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃范圍內，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度范圍內。冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar』』變態前的臨界區域，要盡量迅速冷卻；在Ar』』以下的溫度區域則需采緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區域又稱為危險區域。

※回火處理
一般回火處理常繼在淬火處理之後實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留並發揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應力並改善相關機械性質（提升材料延展性）。回火溫度不同，會產生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結晶而成長為連續基地，是軟化的主要原因。

※回火脆性
回火處理要避開幾個會產生回火脆性的溫度范圍，這些脆化溫度范圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度范圍內發生脆化現象；（2）400℃至550℃脆化，通常構造用合金鋼在此溫度范圍內會產生脆化現象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度范圍加熱，會析出分布均勻的碳化物，產生二次硬化效果，但也易導致脆性。

※麻淬火處理
麻淬火處理的主要目的，在降低淬火時工件內外溫度的巨大差異，並使於較低溫度時工件內外一起產生麻田散體變態，可避免淬火破裂，並使淬火變形量降至最低而無損任何淬火硬度。其主要操作程序系將鋼材淬入至溫度在Ms點微上之熱浴中，短暫持溫使工件內外溫度相同後，再提出空冷，使工件形成麻田散體變態的熱處理方法。

※麻回火處理
麻回火處理是將鋼材淬入Ms與Mf溫度范圍之間的熱浴，經過長時間持溫後，使過冷合金沃斯田體一部分變態成麻田散體，一部分變態成下變韌體。此種熱處理後，可不必再行回火處理，且可降低一般淬火回火之急劇程度；其最終組織為回火麻田散體及變韌體之混合，因此擁有高硬度和高韌性的組合。主要的缺點是需要保持恆溫的時間甚久，在工業應用上較不經濟。

※沃斯回火處理
沃斯回火處理是一種較為特殊的熱處理方法，主要程序是將鋼材淬入溫度介於S曲線鼻部與Ar』』（Ms點）溫度之間的熱浴，直到過冷沃斯田體完全變態成變韌體才取出空冷的一種熱處理方法，亦稱為變韌淬火，它不需要再行回火處理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韌性兼具的材質，一般而言，變態溫度愈高，強硬度愈低，但可增進低溫韌性；變態溫度愈接近Ms溫度，所得之強度、硬度皆大增，且伸長率及斷面收縮率亦大增，頗適合小型工件之大量生產。

② 什麼材質的鋼在淬火的時候容易開裂

這個來問題不好回答，原因是：工件的源開裂敏感性不僅與材質有關，而且還與其結構和形貌有很大關系。從材料上講，含碳量較高的碳素工具鋼、淬透性較高的合金鋼和淬透性良好的高合金鋼以及鑄鋼等均易開裂；從工件的結構和形貌上看，形狀復雜、有大的變截面、厚薄過渡和直棱直角過渡等易形成應力集中的往往具有很強的開裂敏感性！另外，選擇淬火介質不當也會造成開裂的。

③ 熱處理淬火裂紋產生的主要原因是什麼呢

原因有多種抄，鍛件襲是否有缺陷、退火是否達到要求、淬火、退火操作是否存在問題等等，都可能造成淬裂。
在淬火過程中，當淬火產生的巨大應力大於材料本身的強度時，便會導致裂紋產生。淬火裂紋往往是在馬氏體轉變開始進行後不久產生的，裂紋的分布則沒有一定的規律，但一般容易在工件的稜角槽口、截面突變處形成。 在顯微鏡下觀察到的淬火開裂，可能是沿晶開裂，也可能是穿晶開裂；有的呈放射狀，也有的呈單獨線條狀或呈網狀。 因在馬氏體轉變區的冷卻過快而引起的淬火裂紋，往往是穿晶分布，而且裂紋較直，周圍沒有分枝的小裂紋。 因淬火加熱溫度過高而引起的淬火裂紋，都是沿晶分布，裂紋尾端尖細，並呈現過熱特徵：結構鋼中可觀察到粗針狀馬氏體；工具鋼中可觀察到共晶或角狀碳化物。 表面脫碳的高碳鋼工件，淬火後容易形成網狀裂紋。這是因為，表面脫碳層在淬火冷卻時的體積脹大比未脫碳的心部小，表面材料受心部膨脹的作用而被拉裂呈網狀。

④ 淬火裂紋的淬火裂紋的特徵

在淬火過程中，當淬火產生的巨大應力大於材料本身的強度並超過塑性變形極限時，便會版導權致裂紋產生。淬火裂紋往往是在馬氏體轉變開始進行後不久產生的，裂紋的分布則沒有一定的規律，但一般容易在工件的尖角、截面突變處形成。
在顯微鏡下觀察到的淬火開裂，可能是沿晶開裂，也可能是穿晶開裂；有的呈放射狀，也有的呈單獨線條狀或呈網狀。因在馬氏體轉變區的冷卻過快而引起的淬火裂紋，往往是穿晶分布，而且裂紋較直，周圍沒有分枝的小裂紋。因淬火加熱溫度過高而引起的淬火裂紋，都是沿晶分布，裂紋尾端尖細，並呈現過熱特徵：結構鋼中可觀察到粗針狀馬氏體；工具鋼中可觀察到共晶或角狀碳化物。表面脫碳的高碳鋼工件，淬火後容易形成網狀裂紋。這是因為，表面脫碳層在淬火冷卻時的體積脹比未脫碳的心部小，表面材料受心部膨脹的作用而被拉裂呈網狀。

⑤ 為什麼含碳量為0.1%的鋼是裂紋敏感性鋼種

1、「高強鋼」的定義是相對於時代要求的技術進步程度而在變化的。一般講，屈服強度在1 370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉強度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強度鋼。按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超高強度鋼、中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼、高合金中碳Ni—Co型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉澱硬化型不銹鋼等。
2、高碳鋼(High Carbon Steel)常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。錘， 撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造； 切削工具如鑽頭， 絲攻， 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。
高碳鋼在經適當熱處理或冷拔硬化後，具有高的強度和硬度、高的彈性極限和疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限)，切削性能尚可，但焊接性能和冷塑性變形能力差。由於含碳量高，水淬時容易產生裂紋，所以多採用雙液淬火(水淬+油冷)，小截面零件多採用油淬。這類鋼一般在淬火後經中溫回火或正火或在表面淬火狀態下使用。主要用於製造彈簧和耐磨零件。 碳素工具鋼是基本上不加入合金化元素的高碳鋼，也是工具鋼中成本較低、冷熱加工性良好、使用范圍較廣的鋼種。其碳含量在0.65一1.35%，是專門用於製作工具的鋼。高碳鋼密度7.81g/cm3。可用於漁具的生產。
優點：
1、熱處理後可以得到高 的硬度(HRC60一65)和較好的耐磨性。
2、退火狀態下硬度適中，具有較好的可切削性。
3、原材料易得，生產成本低。

⑥ 淬火為什麼會使鋼鐵變硬

鋼鐵經高溫處理後迅速冷卻，回形成堅硬的馬氏體，這種晶形有很高的強度和硬度，所以鋼鐵會變硬，但是也會變脆，因為馬氏體韌性不夠，需要回火處理下。

⑦ 磨削淬火鋼零件時表面產生裂紋的主要原因 採取什麼方式防止

原因有多種，鍛件是否有缺陷、退火是否達到要求、淬火、退火操作是否專存在問題等等，都屬可能造成淬裂。
在淬火過程中，當淬火產生的巨大應力大於材料本身的強度時，便會導致裂紋產生。淬火裂紋往往是在馬氏體轉變開始進行後不久產生的，裂紋的分布則沒有一定的規律，但一般容易在工件的稜角槽口、截面突變處形成。 在顯微鏡下觀察到的淬火開裂，可能是沿晶開裂，也可能是穿晶開裂；有的呈放射狀，也有的呈單獨線條狀或呈網狀。 因在馬氏體轉變區的冷卻過快而引起的淬火裂紋，往往是穿晶分布，而且裂紋較直，周圍沒有分枝的小裂紋。 因淬火加熱溫度過高而引起的淬火裂紋，都是沿晶分布，裂紋尾端尖細，並呈現過熱特徵：結構鋼中可觀察到粗針狀馬氏體；工具鋼中可觀察到共晶或角狀碳化物。 表面脫碳的高碳鋼工件，淬火後容易形成網狀裂紋。這是因為，表面脫碳層在淬火冷卻時的體積脹大比未脫碳的心部小，表面材料受心部膨脹的作用而被拉裂呈網狀。

⑧ 高碳鋼為什麼採用不完全淬火工藝

這個和溶入馬氏體中的含碳量有關。

馬氏體中碳含量超過0.5%，會導致材料的韌內性急劇下降。容

高碳鋼不完全淬火就是將其加熱到兩相區，使得溶入奧氏體中的碳含量不要過高，從而保證性能。

高碳鋼的設計思路是利用多餘的碳原子現成碳化物，加熱時未溶碳化物可以抑制奧氏體晶粒長大；室溫下的碳化物可以顯著提高材料的硬度和耐磨性。一些合金碳化物還具有提高紅硬性等優點。

⑨ 為什麼鐵淬火後會變硬

※均質退火處理 簡稱均質化處理（Homogenization），系利用在高溫進行長時間加熱，使內部的化學成分充分擴散，因此又稱為『擴散退火』。加熱溫度會因鋼材種類有所差異，大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均質化處理，高碳鋼在1100℃至1200℃之間，而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。 ※完全退火處理 完全退火處理系將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度范圍，在該溫度保持足夠時間，使成為沃斯田體單相組織（亞共析鋼）或沃斯田體加上雪明碳體混合組織後，在進行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材最佳之延展性及微細晶粒組織。 ※球化退火處理 球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內部的層狀或網狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反復加熱、冷卻數次，使A1變態所析出的雪明碳鐵，繼續附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田體後急冷，再依上述方法進行球化處理。使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火後韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回火後機械性質、提高鋼材的使用壽命。 ※軟化退火處理 軟化退火熱處理的熱處理程序是將工件加熱到600℃至650℃范圍內（A1溫度下方），維持一段時間之後空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度軟化、回復原先之韌性，以便能再進一步加工。此種熱處理方法常在冷加工過程反復實施，故又稱之為製程退火。大部分金屬在冷加工後，材料強度、硬度會隨著加工量漸增而變大，也因此導致材料延性降低、材質變脆，若需要再進一步加工時，須先經軟化退火熱處理才能繼續加工。 ※弛力退火處理 弛力退火熱處理主要的目的，在於清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產生的殘留應力，這種殘存應力常導致工件強度降低、經久變形，並對材料韌性、延展性有不良影響，因此弛力退火熱處理對於尺寸經度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構件事非常重要的。弛力退火的熱處理程序系將工件加熱到A1點以下的適當溫度，保持一段時間（不需像軟化退火熱處理那麼久）後，徐緩冷卻至室溫。特別需要注意的是，加熱時的速度要緩慢，尤其是大型對象或形狀復雜的工件更要特別注意，否則弛力退火的成效會大打折扣。 ※正常化處理 正常化熱處理有兩個重要的功用，一是使工件結晶粒微細化而改善材料機械性質；另一個目的是調節軋延或鑄造組織中碳化物的大小或分布狀態，以利後續熱處理時碳化物容易固溶於材質，以便提升材料切削性，並使材質均勻化。正常化熱處理的熱處理程序，系將工件加熱至A3（亞共析鋼）或Acm（過共析鋼）點溫度以上30℃至60℃的高溫（此即為正常化溫度）保持一段時間，材質成為均勻沃斯田體後，靜置於空氣中使之冷卻。正常化時間的估算，可以每25mm厚度持溫30分鍾來估算需持溫時間。正常化熱處理又可分為二段正常化、恆溫正常化及二次正常化等多種改良式正常化熱處理。 ※淬火處理 淬火處理的主要目的是將鋼材急速冷卻以便獲得硬度極大的麻田散體組織。鋼的淬火處理有三個要件，缺一不可，分別是：（1）在沃斯田體區域內加熱一段時間（即沃斯田體化）；（2）冷卻時要能避開Ar』（波來體）變態；及（3）使鋼材產生麻田散體或變韌體而硬化。 淬火處理可分為兩個程序來實施，一是加熱；一是冷卻。通常加熱溫度又稱為淬火溫度或沃斯田體化溫度，依熱處理鋼材的不同而有所差異。亞共析鋼的淬火溫度在Ac3溫度以上30℃至60℃范圍內，共析鋼及過共析鋼的淬火溫度則是加熱至Ac1溫度以上30℃至60℃溫度范圍內。冷卻時要分兩個階段來冷卻，鋼從加熱爐取出的鋼件，一直冷卻到Ar』』變態前的臨界區域，要盡量迅速冷卻；在Ar』』以下的溫度區域則需采緩慢冷卻的方式，否則易造成鋼材的淬裂或淬火變形，此溫度區域又稱為危險區域。 ※回火處理 一般回火處理常繼在淬火處理之後實施，以便消除淬火處理之不良影響而保留並發揮淬火之功效，其主要目的是使淬火生成的組織變態或析出更加安定（使形成回火麻田散體），減少殘留應力並改善相關機械性質（提升材料延展性）。回火溫度不同，會產生不同的機械強度與延展性組合，一般回火溫度大多在600℃以下，因為更高的回火溫度，任何鋼材都會呈現急速軟化的趨勢，此時碳化物逐漸凝聚而球化、肥粒體會再結晶而成長為連續基地，是軟化的主要原因。 ※回火脆性 回火處理要避開幾個會產生回火脆性的溫度范圍，這些脆化溫度范圍視鋼材種類而有所不同，包括：（1）270℃至350℃脆化（又稱低溫回火脆性或A脆性），大多數的碳鋼及低合金鋼，都在此溫度范圍內發生脆化現象；（2）400℃至550℃脆化，通常構造用合金鋼在此溫度范圍內會產生脆化現象；（3）475℃脆化（特別指Cr含量超過13%的肥粒體系不銹鋼）；（4）500℃至570℃脆化，針對工具鋼或高速鋼在此溫度范圍加熱，會析出分布均勻的碳化物，產生二次硬化效果，但也易導致脆性。 ※麻淬火處理 麻淬火處理的主要目的，在降低淬火時工件內外溫度的巨大差異，並使於較低溫度時工件內外一起產生麻田散體變態，可避免淬火破裂，並使淬火變形量降至最低而無損任何淬火硬度。其主要操作程序系將鋼材淬入至溫度在Ms點微上之熱浴中，短暫持溫使工件內外溫度相同後，再提出空冷，使工件形成麻田散體變態的熱處理方法。 ※麻回火處理 麻回火處理是將鋼材淬入Ms與Mf溫度范圍之間的熱浴，經過長時間持溫後，使過冷合金沃斯田體一部分變態成麻田散體，一部分變態成下變韌體。此種熱處理後，可不必再行回火處理，且可降低一般淬火回火之急劇程度；其最終組織為回火麻田散體及變韌體之混合，因此擁有高硬度和高韌性的組合。主要的缺點是需要保持恆溫的時間甚久，在工業應用上較不經濟。 ※沃斯回火處理 沃斯回火處理是一種較為特殊的熱處理方法，主要程序是將鋼材淬入溫度介於S曲線鼻部與Ar』』（Ms點）溫度之間的熱浴，直到過冷沃斯田體完全變態成變韌體才取出空冷的一種熱處理方法，亦稱為變韌淬火，它不需要再行回火處理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韌性兼具的材質，一般而言，變態溫度愈高，強硬度愈低，但可增進低溫韌性；變態溫度愈接近Ms溫度，所得之強度、硬度皆大增，且伸長率及斷面收縮率亦大增，頗適合小型工件之大量生產。

⑩ 表面高頻淬火後產生細小裂紋

沒 看到 工件 下面是猜測··呵呵··吧各種可能都說一下

1.45#鍛鋼 可能鍛打時就有裂紋專··不是熱處屬理的 原因··20%

2.磨削裂紋 是磨削時用的砂輪太粗 進刀太多 轉速太快 判斷磨削裂紋時看是否和磨削方向垂直 本來那個面就已經淬過火 硬度已經很高··你再磨 相當於表面再淬火 直接裂掉了 70%

3.感應淬火 實際淬火溫度比普通爐子加熱時要高 加熱速度過快 導致實際淬火溫度太高 淬裂了··20%