在熱處理生產(chǎn)中，由于操作控制不當(dāng)，所處理的零件常出現(xiàn)某些缺陷，尤其淬火時(shí)最易出現(xiàn)缺陷。淬火時(shí)零件經(jīng)切削加工已基本達(dá)到最終尺寸，致使在隨后的加工中不易校正或排除，更應(yīng)當(dāng)注意避免或減少缺陷產(chǎn)生。常見(jiàn)的熱處理缺陷有過(guò)熱、過(guò)燒、氧化、脫碳、變形和開(kāi)裂等。
過(guò)熱和過(guò)燒
零件在熱處理時(shí)，如果加熱溫度過(guò)高或在高溫下保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引起奧氏體晶粒顯著粗化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)熱。過(guò)熱影響零件隨后熱處理的力學(xué)性能，也易引起零件的淬火變形與開(kāi)裂。過(guò)熱缺陷一般可用正火的方法補(bǔ)救。
零件在熱處理時(shí)，如果加熱溫度過(guò)高，使金屬的晶界嚴(yán)重氧化或熔化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)燒。過(guò)燒是一種無(wú)法挽回的缺陷，過(guò)燒后的零件已無(wú)使用價(jià)值，必須報(bào)廢。因此必須嚴(yán)格控制零件的加熱溫度。
氧化和脫碳
SUS630不銹鋼在氧化氣氛中加熱時(shí)，氧和鐵形成氧化鐵的現(xiàn)象稱(chēng)為氧化。SUS630不銹鋼在加熱時(shí)，與氣氛中的氧或水汽發(fā)生反應(yīng)，使SUS630不銹鋼中的碳形成CO或CH4而降低SUS630不銹鋼的含碳量的現(xiàn)象稱(chēng)為脫碳。
氧化和脫碳不僅降低零件表面的硬度和疲勞強(qiáng)度，而且還影響零件的尺寸精度，增加淬火開(kāi)裂傾向。氧化和脫碳層如在以后的切削加工中被去除，則不影響零件的性能。一般重要的受力構(gòu)件和精密零件，在精加工后都不允許有氧化和脫碳層。通常對(duì)氧化和脫碳有較高要求的零件，可在鹽浴爐中加熱，以減少氧化和脫碳；要求更高時(shí)，可采用有效涂料保護(hù)加熱，或在可控氣氛及真空爐中加熱。
變形和開(kāi)裂
零件在熱處理時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限而引起零件的尺寸和形狀的變化稱(chēng)為變形。零件在熱處理時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)材料的抗拉極限而引起零件產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象稱(chēng)為開(kāi)裂。
變形是熱處理中較難避免的缺陷，一般只是控制零件的變形量，超過(guò)變形量時(shí)可用校正方法糾正。開(kāi)裂是必須避免的缺陷，零件一旦開(kāi)裂，就無(wú)法挽救，只有報(bào)廢。
變形和開(kāi)裂都是由內(nèi)應(yīng)力引起的。零件內(nèi)應(yīng)力分為熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。
熱應(yīng)力是在加熱和冷卻過(guò)程中，零件內(nèi)外層加熱和冷卻速度不同造成的內(nèi)應(yīng)力。
由于零件內(nèi)外層溫度不一致，致使零件內(nèi)外熱脹冷縮的程度也不相同；內(nèi)外層溫差越大，熱應(yīng)力也越大。零件在加熱時(shí)，表面溫度要高于心部，表面膨脹快，但受到心部的阻礙，故表面受壓應(yīng)力而心部受拉應(yīng)力；零件在冷卻時(shí)正相反，表面受拉應(yīng)力而心部受壓應(yīng)力。一旦加熱和冷卻過(guò)程中熱應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限和抗拉極限，都會(huì)引起零件的變形和開(kāi)裂。所以必須嚴(yán)格控制零件的加熱、冷卻速度，尤其是導(dǎo)熱性差的材料，更要注意加熱、冷卻速度的影響。
組織應(yīng)力是在加熱或冷卻過(guò)程中，由于零件內(nèi)部組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)間不一致而造成的內(nèi)應(yīng)力。
SUS630不銹鋼的組織中，馬氏體的比容最大，奧氏體的比容最小，珠光體的比容介于馬氏體和奧氏體之間。加熱時(shí)組織轉(zhuǎn)變引起的內(nèi)應(yīng)力一般不會(huì)對(duì)零件的變形和開(kāi)裂產(chǎn)生大的影響，因?yàn)閵W氏體的轉(zhuǎn)變?cè)诟邷叵逻M(jìn)行，材料的塑性較好。淬火冷卻時(shí)表面先轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，體積膨脹；心部仍為奧氏體，阻礙表面的膨脹，表面產(chǎn)生壓應(yīng)力而心部產(chǎn)生拉應(yīng)力；當(dāng)心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)，表面組織已經(jīng)轉(zhuǎn)變終了，阻礙心部的膨脹，使表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而心部產(chǎn)生壓應(yīng)力。
淬火時(shí)零件的變形和開(kāi)裂是兩種內(nèi)應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。為了減小變形和避免開(kāi)裂，可采用低溫預(yù)熱和不同的淬火方法，如分級(jí)淬火、等溫淬火等。
SUS630不銹鋼的熱處理與試樣硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn) SUS630不銹鋼的熱處理工藝的目的是改變SUS630不銹鋼的內(nèi)部組織與性能。SUS630不銹鋼的熱處理工藝不同，則SUS630不銹鋼獲得的組織與性能也不相同。而要了解SUS630不銹鋼熱處理后的組織與性能的狀況，硬度檢測(cè)是最簡(jiǎn)便實(shí)用的方法之一。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（1）了解碳素SUS630不銹鋼的整體熱處理工藝（退火、正火、淬火及回火）的基本方法及不同熱處理工藝對(duì)SUS630不銹鋼的性能的影響。
（2）了解洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。
洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法
洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)3.2.4.2 洛氏硬度部分內(nèi)容。洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的操作步驟如下：
（1）根據(jù)試樣的材料、形狀和熱處理狀態(tài)選擇合適的試驗(yàn)條件（壓頭類(lèi)型、總試驗(yàn)力及載樣臺(tái)型式等）。
（2）將試樣的兩面磨平，平穩(wěn)放置在載樣臺(tái)上。
（3）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升降手輪，使試樣和壓頭緩慢接觸；繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，直至表盤(pán)內(nèi)的小指針指到紅點(diǎn)處，此時(shí)初試驗(yàn)力加載完畢。
（4）調(diào)整表盤(pán)外圈，使大指針指向零位。
（5）扳動(dòng)加載手柄，施加主試驗(yàn)力，表盤(pán)上的大指針將轉(zhuǎn)動(dòng)，等其停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，表明主試驗(yàn)力加載完畢。
（6）推動(dòng)卸載手柄，卸除主試驗(yàn)力，此時(shí)表盤(pán)上大指針?biāo)傅目潭燃礊樵嚇拥穆迨嫌捕戎怠?span>
（7）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升降手輪，降下載樣臺(tái)，取下試樣。
實(shí)驗(yàn)的材料與設(shè)備
（1）實(shí)驗(yàn)材料 45SUS630不銹鋼試樣、T12SUS630不銹鋼試樣各若干件。
（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備 箱式電阻爐及控溫儀表、淬火水槽和夾鉗；洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)、砂紙等。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（1）學(xué)生按組領(lǐng)取試樣，并打上SUS630不銹鋼印，以免混淆。所有原始試樣均為退火狀態(tài)。
（2）加熱前先對(duì)全部試樣進(jìn)行硬度測(cè)定，并做好記錄。為便于比較，一律用洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定硬度。
（3）根據(jù)表3-2所列工藝條件，進(jìn)行各種熱處理工藝操作。其中淬火、正火加熱保溫時(shí)間按每毫米工件有效厚度1分鐘計(jì)算；回火保溫時(shí)間為90分鐘。
（4）對(duì)熱處理后的試樣進(jìn)行硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn)并做好記錄。
表3-2 試樣的熱處理工藝事項(xiàng)
（1）熱處理放、取試樣時(shí)必須先切斷電源。
（2）放、取試樣必須戴手套，使用夾鉗。夾鉗必須擦干，不得沾有水和油。
（3）開(kāi)、關(guān)爐門(mén)要迅速，爐門(mén)打開(kāi)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。
（4）淬火操作時(shí)動(dòng)作要快，以免試樣在空氣中溫度下降過(guò)多，影響淬火質(zhì)量。
（5）試樣在淬火介質(zhì)中應(yīng)不停攪動(dòng)，否則試樣表面會(huì)因冷卻不均而出現(xiàn)軟點(diǎn)。
（6）淬火時(shí)水溫應(yīng)不超過(guò)30℃，水溫過(guò)高要及時(shí)換水。
（7）做硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣要用砂紙打磨表面，去掉氧化皮后再測(cè)定硬度值。
（8）測(cè)定硬度時(shí)，加載時(shí)應(yīng)細(xì)心操作，以免損壞壓頭；
（9）加預(yù)載荷時(shí)若發(fā)現(xiàn)阻力太大，應(yīng)停止加載，立即報(bào)告，檢查原因。