淬火缺陷  (defect from quenching)  工件在淬火时，因工艺、设备、操作失误而产生的缺陷。常见的缺陷有：过热、过烧、氧化、脱碳、变形、开裂、硬度不足，软点等。

图1 T8钢过热淬火金相组织  ×500    

过热、过烧  加热温度超过该钢正常淬火温度，钢中奥氏体晶粒显著粗大，超过技术要求的晶粒度，淬火后获得粗大马氏体组织。T8钢经980℃过热淬火的粗大马氏体组织见图1。过共析和莱氏体级的高碳高合金钢因淬火加热温度过高更容易产生晶界处的碳化物出现粘连、拖尾，由等轴状变成角状等不良组织，也是-种过热缺陷。过热淬火工件的断口呈较粗的解理状，韧性下降。奥氏体晶粒粗大的缺陷可以通过退火、正火等处理，调整组织后重新淬火加以消除。

工件淬火加热温度如接近或高于钢的开始熔化温度(合金相图的固相线)，则奥氏体晶界发生熔化。要求淬火温度接近熔点的高速钢，淬火很容易出现此种缺陷。其严重过烧淬火后的金相组织见图2。过烧工件的断口为沿晶断口。工件表面变粗糙、尖角变钝，脆性极大。这种缺陷不能用热处理及-般锻压方法消除。

图2  高速钢严重过烧的金相组织  ×500

氧化、脱碳 淬火过程中，工件表面铁和合金元素与介质将发生化学反应。加热和冷却介质中的氧、二氧化碳、水蒸气等都能使钢件氧化。其化学反应式为：

2Fe+02===2Fe0    Fe+C02===Feo+CO    Fe+H20===FeO+H2    

钢的氧化现象有两种：一种是表面氧化，即在表面生成氧化膜；另一种是内氧化，即在钢件内部沿晶界纵深氧化。表面氧化影响零件尺寸和表面质量；而内氧化使零件的力学性能变坏。

研究表明，在普通空气介质加热炉中，钢件在560℃以下时，钢件表面氧化膜分两层：内层为Fe304，外层为Fe203。此种膜结构致密，与基体结合牢固。因温度低氧化速度慢，膜也很薄。在560℃以上加热时，氧化膜由Fe203，Fe304、Fe0三层组成，最里层为FeO。FeO也称维氏体，是缺位化合物，结构松散形成氧的扩散通道。加热温度愈高，FeO层增厚愈快，极易剥落。淬火加热形成的氧化层一般控制较薄，零件留有适当加工余量，淬火后经磨削清除。为防止和减少氧化，可采用多种防护方法，如真空加热(见真空热处理)、保护气氛(见控制气氛热处理)等，达到光亮淬火的目的。

淬火加热时，介质中的氧、二氧化碳、水蒸气和氢还与钢件表层的碳发生化学反应，生成气体逸出，使工件表面钢的碳浓度降低。主要化学反应式为：

[C]+02===C02

[C]+C02===2C0

[C]+H20===C0+H2

[C]+2H2===CH4

反应式中的[c]为钢中含有的碳元素。

脱碳由工件表层开始，随之次层的碳不断向表层扩散，温度越高、加热时间越长，则脱碳层越厚。脱碳使淬火工件表面硬度和耐磨性降低，并在随后冷却过程中易产生表面裂纹。

防止工件脱碳常用的方法有：

(1)利用反应的可逆性制造控制气氛(见控制气氛热处理)，使工件的脱碳与渗碳反应平衡。

(2)利用高纯氮气或惰性气体保护。

(3)采用真空热处理。

(4)表面涂料保护。

硬度不足  淬火后工件硬度未达到技术要求。主要原因有：

(1)加热问题。亚共析钢加热温度低，保温时间短，奥氏体化不完全；过共析钢加热温度过高，淬火后残留奥氏体量过多。

(2)冷却问题。淬火介质冷却能力不够或冷却操作不合理，致使形成部分珠光体类组织。

(3)零件表面脱碳严重。淬火硬度不足的工件要检查形成原因，属上述第(1)，(2)类者可通过退火.高温回火等调整组织，重新淬火。

软点  淬火后，工件表面某些局部小区域硬度不足。产生的主要原因有：

(1)工件内部成分和组织不均。

(2)淬火介质中有污物，污染工件部分表面，使该区域冷却能力不足。

(3)工件互相堆叠，使冷却不均匀等。软点是造成零件磨损和疲劳破坏的源地，显著降低零件使用寿命。与硬度不足缺陷一样，可以通过适当热处理后重新淬火。