過燒

過燒

金屬或合金晶粒粗大現象
過燒也稱過火,是指當加熱溫度高于低熔點共晶的熔點,使低熔點共晶和晶界複熔的現象。當制品發生嚴重過燒時,其表面上的顔色發黑或發暗。在其顯微組織,可以觀察到在晶界局部加寬現象,在晶粒内部産生複熔球,在晶粒交界處呈現明顯的三角形複熔區等特征,同時影響制品其他性能。
  • 中文名:過燒
  • 外文名:overburning
  • 适用領域:
  • 所屬學科:
  • 産生原因:過度加熱
  • 溫度:超過合金低熔點共晶溫度
  • 預防:分段加熱,程序升溫
  • 特點:不可逆

基本介紹

一般認為過熱是指熱處理時由于加熱溫度過高和保溫時間過長,使奧氏體粗大而引起的力學性能惡化現象,常用正火工藝彌補; 過燒是指加熱時溫度過高,不僅奧氏體晶粒長大,而且奧氏體晶界發生晶界弱化的變化,如晶粒邊界被燒熔氧化等,過燒時除了基體有明顯的魏氏組織外還有黑色氧化物沿晶粒邊界分布,過燒隻能報廢重新冶回煉。鋼過燒後性能嚴重惡化,淬火時形成龜裂。過燒組織無法恢複,隻能報廢。因此在工作中要避免過燒的發生。

影響因素

熱處理強化鋁合金的加熱溫度超過該合金低熔點共晶溫度時會使晶界粗化,甚至熔化,造成該合金的機械性能急劇下降,這一溫度叫過燒溫度。因此鋁合金淬火時,必須了解該合金的過燒溫度。影響過燒溫度的因素有:

(1)合金元素的影響:熱處理可強化鋁合金存在一些二元或多元的低熔點共晶體,合金元素不同,其開始熔化的溫度也不同。過燒溫度的高低還受合金元素含量的影響,如硬鋁合金在銅含量相同的條件下,由于鎂含量不同,過燒溫度也是變化的,0.6%鎂時(如2A11合金),過燒溫度為514℃,當含鎂量提高到1.6%時,則過燒溫度下降到507℃。

(2)變形程度的影響:變形程度越高,低熔點共晶組織被破碎得越嚴重,它們向固溶體中擴散的幾率也就越大,其過燒溫度也相對升高一些。例如,有人指出,2A12合金闆材冷變形量為20%~30%時,過燒溫度為505℃,當冷變形量增加到50%~70%時,過燒溫度提高到507℃。

預防措施

(1)正确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)經常觀察爐膛火色。

(4)在鹽爐加熱時,防止工件距電極太近。

(5)處理方法。淬火過熱的工件可以返修,但需進行一次細化晶粒的正火或退火處理,然後按正常淬火溫度加熱重新淬火。過燒的工件已無法挽救,隻能報廢。

鋼的例子

解釋

如果由于加熱溫度過高,時間又長,鋼的奧氏體晶粒不僅已經長大,而且在奧氏體晶界上發生了某些使晶界弱化的變化,例如晶粒之間的邊界上出現熔化、有氧滲入,并在晶粒間氧化,這樣就失去了晶粒間的結合力,失去其本身的強度和可塑性。在熱處理後會在表面形成粗大的裂紋,這種現象稱為鋼的過燒。

原因

已經得到公認的原因是,沿原奧氏體晶界析出了MnS等第二相使晶界弱化,即在第一次過熱時由于溫度足夠高,鋼中的MnS等夾雜物已經熔入奧氏體中,并由于内吸附而偏聚在原奧氏體晶界。在加熱後如以不太快的速度冷卻,則随溫度的下降,MnS在原奧氏體中的熔解度下降,沿原奧氏體晶界析出,使晶界弱化,形成萘狀斷口。已經析出的MnS等夾雜物再次加熱到正常溫度淬火以及回火時均不能重新熔解,所以斷裂仍沿原奧氏體晶界發生,出現斷口遺傳。

影響

焊縫金屬過燒後,由于碳元素的大量燒損,接頭強度下降。過燒焊縫中金屬晶粒大,尤其是魏氏組織,促使焊縫韌性及塑性下降。晶界在應力作用下還容易形成熱裂紋,有時雖然焊接過程中不形成裂紋。但由于晶界強烈氧化後,晶粒之間的聯系減弱,再次回執過程中也容易形成再熱裂紋,過燒金屬的枝晶還容易形成偏析。總之,已産生過燒的金屬其危險性很大,應将焊縫切掉重焊。

由于過燒導緻晶粒間彼此的結合力大為降低,塑性變壞,使得鋼在進行壓力加工過程中就會開裂。過燒一般發生在鋼的軋、鍛等熱加工過程中,但在某些萊氏體高合金鋼(如W18Cr4V、Cr12等)的淬火熱處理中也常有發生,因為它們的淬火加熱溫度接近其萊氏體共晶點。在焊接件熱影響區中也有可能出現過燒。

當鋼加熱到比過熱更高的溫度時,不僅鋼的晶粒長大,晶粒周圍的薄膜也開始熔化,氧進入了晶粒之間的空隙,使金屬氧化,甚至熔化。過燒不僅取決于加熱溫度,也和爐内氣氛有關。爐氣的氧化能力越強,越容易發生過燒現象,因為氧化性氣體擴散到金屬中去,更易使晶粒間晶界氧化或局部熔化。在還原性氣氛中,也可能發生過燒,但開始過燒的溫度比氧化性氣氛時要高60~70℃,鋼中碳含量越高,産生過燒危害的溫度越低。

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