(1)外观质量
1)锻件和热轧钢材表面不允许有裂纹、折叠、结疤、白点、过大的圆度等外观缺陷,因为当这些缺陷度大于粗加工余量时,将是热处理裂纹的起源。
2)冷拔钢和银亮钢,更不允许有表面缺陷存在,因为这类钢加工余量小。如对弹簧钢来说,表面缺陷将使弹簧寿命显著降低。
(2)化学成分
1)当钢中有害元素磷、硫增加时,如硫含量为0.04%(质量分数)时淬火后易产生裂纹,锰含量>0.5%(质量分数)时也易淬裂(淬水的工件)。
2)有些元素虽是微量元素,但会使钢的热处理规范大不相同,如炼钢时脱氧剂用Al则其微粒熔点高,在钢中起细化晶粒作用,降低了过热敏感性,使钢成为本质细晶粒钢,提高热处理工艺性能;反之用Si之类脱氧剂则会使钢成为本质细晶粒钢,使淬火过热敏感度增大。炼钢时每炉所含微量元素不同,其热处理工艺性能也不同,如含B很微量,淬透性也会大大增加。
(3)脱碳。脱碳也是钢材的一种表面缺陷。例如钢锭经热轧及退火后表面有脱碳,若钢材供货时圆度过大,使加工后表面残留脱碳层,表面脱碳增加了留量,若脱碳在加工余量以外时,将给热处理带来淬不硬、表面裂纹等缺陷。在检查中应区别原材料脱碳或热处理脱碳,以便提出正确的判断。
(4)碳化物不均匀度。这是高碳钢及高碳合金钢,即工具钢等常出现的冶金缺陷。碳化物在纵断面上常呈带状分布,严重的有网状、大块堆积,在横断面上则多呈大面积堆积及网状分布。一般在原材料供货时,都按GB/T 9943-2008和GB/T 1299-2000规定供货。如若达不到要求,应经锻造改善。由于碳化物偏析,在碳化物富集区,淬火后容易过热而形成过热网,而在碳化物稀疏处则淬火硬度不高,当形成网状时,即因带状分布使材料各向异性,又因网状分布脆性增大,热处理工艺性能降低。此外,由于偏析,晶粒大小不一样,偏集区晶粒小,从而降低强度,对刀具来说,碳化物偏析5~6级比3~4级寿命降低10%,7~8级则降低29%。
(5)带状组织。带状组织是指珠光体及铁素体的条带状分布,这种组织既造成材料各向异性,又使磨后表面出现不均匀光带,以及切削加工及表面粗糙度变粗,淬火后出现软点,这种组织可以用正火消除。
(6)网状组织。网状碳化物多存在于晶粒边界,隔断了基本的连续性,使材料脆性增大,强度降低,淬火时易开裂,可用正火或调质减轻或消除。
(7)非金属夹杂物。非金属夹杂物是指冶金时形成的氧化物、硫化物及酸性夹杂等。夹杂物的存在,隔断了金属基体的连续性,剥落后就形成了凹坑或裂纹,大块夹杂还降低了材料的疲劳强度。对精密量具而言,非金属夹杂会造成热处理时的应力集中,产生淬火裂纹。因此,在滚珠轴承钢和工具钢中,应给予严格的限制。
(8)宏观组织。在低倍检查中,对材料的中心疏松、一般疏松的容许级别在高速钢中有规定,其他钢中均不允许存在肉眼可见的宏观缺陷。这些缺陷包括白点、缩孔、气泡、翻皮等,因这些缺陷都是热处理时产生裂纹的主要因素。
上述缺陷存在于原材料之中,所以在原材料进厂时必须严格检验。