過熱

      過熱組織包括：

     ① 結構鋼的晶粒粗大、馬氏體粗大、殘留奧氏體過多、出現魏氏組織；

     ② 高速鋼的網狀碳化物、共晶組織（萊氏體組織）、萘狀斷口；

      ③ 馬氏體型不銹鋼的鐵素體過多；

      ④ 黃銅合金脫鋅，使表面出現白灰，酸洗后呈麻面等。

     按照正常熱處理工藝消除的難易程度，可將過熱組織分為穩定過熱和不穩定過熱兩種類型。一般過熱組織可通過正常熱處理消除，稱為不穩定過熱組織。穩定過熱組織是指經一般正火、退火和淬火不能完全消除的過熱組織。

      過熱的重要特征是晶粒粗大，它將降低鋼的屈服強度、塑性、沖擊韌性和疲勞強度，提高鋼的脆性轉變溫度；過熱的另一個重要特征是淬火馬氏體粗大，它將降低沖擊韌性和耐磨性能，增加淬火變形和開裂傾向。過熱缺陷還有魏氏組織、網狀碳化物、石墨化、共晶組織、萘狀斷口、石狀斷口等，這些缺陷不僅大大降低鋼的力學性能和使用性能，而且很容易同時產生淬火開裂。

圖1 45鋼過熱組織 400X

     圖1所示為45鋼在930℃加熱保溫15min水淬的顯微組織，由灰色粗大淬火中碳馬氏體、灰白色殘留奧氏體和馬氏體基體組成，右上角的黑色條狀是沿晶界的淬火裂紋。

      由于淬火加熱溫度遠遠超過正常淬火加熱溫度，導致奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗大馬氏體，組織應力增加，鋼的脆性也增加，淬火后在試樣中產生了和軸線平行的單條縱向裂紋。

圖2 T10A鋼過熱組織 400X

     圖2所示為T10A鋼工件淬火開裂后近裂紋處的顯微組織，由沿晶界的黑色托氏體、粗大的高碳片狀馬氏體、白色殘留奧氏體以及極少量的顆粒碳化物組成。

     高碳鋼過熱組織除了粗大馬氏體及較多的殘留奧氏體外，還會使碳化物的數量減少，硬度降低。

圖3 高速鋼輕度過熱組織 400X

     圖3所示為W18Cr4V鋼的輕度淬火過熱組織，在灰白色隱針馬氏體和殘留奧氏體基體上分布著白色粒狀二次碳化物及沿晶界的塊狀共晶碳化物，過熱程度為2級。晶粒粗大，棱角狀碳化物以及針狀馬氏體的出現，都是鋼材過熱的特征。

     過熱使鋼的力學性能下降，脆性增大，有可能造成刀具開裂、變形或在使用中發生崩裂現象。

圖4 高速鋼萘狀斷口金相組織 400X

      圖4所示為W18Cr4V鋼重復二次加熱淬火（萘狀斷口）的顯微組織，灰白色基體為隱針狀馬氏體和殘留奧氏體，其上分布著未溶解的白色粒狀碳化物。奧氏體晶粒特別粗大，超過1級，但是見不到過熱的棱角狀碳化物和過燒的萊氏體組織。

     出現這種特大晶粒是重復二次加熱淬火的特有組織狀態。如果將工件擊斷，則呈萘狀斷口，即具有特殊閃光的粗糙斷口。萘狀斷口的硬度、熱硬性和正常斷口的無區別，但硬度、韌性很差，工件使用時會早期失效，屬于高速鋼常見的缺陷之一。高速鋼出現組織缺陷時，必須經過球化退火后再淬火才能得到正常的組織，切記不能簡單地重復淬火。

     為了防止產生過熱，應正確制定并實施合理的熱處理工藝，嚴格控制爐溫和保溫時間。

     一般過熱組織可以通過多次正火或退火消除；對于較嚴重的過熱組織，如石狀斷口等，不能通過熱處理方法消除，必須采用高溫變形和退火聯合作用的方法才能消除。各種過熱組織特這預防挽救措施見表1所示。

表1 過熱組織特征及預防挽救措施

     過熱，是鋼的一種組織缺陷，它的出現將顯著地降低工件的機械性能，對工件是很不利的，必須采取措施避免。