例一、10mm 铰刀淬火层为什么硬度低?
1. 问题的提示
( 1) 某年3 月下旬，热处理淬火一批铰刀( 998件) ，材料为9Si Cr ，成品规格为10 mm，留磨量0. 3 mm，热处理要求硬度为63 ～66HRC。经过正常的工艺淬火后，硬度低。后来又把淬火温度提高到885 ℃,刃部和柄部的外圆部分硬度仍不合格，经多次试验，生产任务无法完成。
( 2) 同年6 月，又转来10mm 铰刀966 件。试淬其中两件，硬度仅达到53HRC，仍不合格。用原材料光棒试淬，硬度也不合格。
2. 原因分析
( 1) 查原材料来源 该批9SiCr 材料由东北某钢厂供应，规格11mm，交货状态为冷拔11 级并光亮退火,共20 捆，总重量2. 68t 。
( 2) 钢材的化学成分 剥层分析，即将在制品10. 3 ～10. 1mm 车成金属削进行化学分析，结果表层含碳量不合格( 见表1) 。
( 3) 本批材料单边总脱碳层厚度( mm) 9SiCr 材料单边总脱碳层( 铁素体+ 过渡层) 厚度，GB 1299 —1985 规定不大于0. 42 mm，钢厂的合格证为0. 08 mm,用户的金相分析报告为0. 45 ～0. 65 mm，金相照片为0. 6mm，可判断该批材料总脱碳层厚度不合格。
( 4) 淬火硬度试验 淬火硬度试验共选三种工艺方案，每个工艺方案选5 件铰刀进行硬度测试，取其平均值，其结果见表2 。
从表2 可看出，铰刀刃部磨到9. 3mm 处、方尾处、心部三种工艺试验的硬度全部合格，其余铰刀表面硬度都不合格。
( 5) 金相分析 图1 为原料脱碳组织。表面全脱碳层为： 白色为铁素体，厚度为0. 20mm; 中部部分脱碳层为： 白色铁素体+ 片状珠光体+ 球状珠光体，厚度为0. 40 mm; 心部未脱碳区为： 三级球状珠光体正常组织。
图2 为淬火组织。表面全脱碳层为： 白色为铁素体，淬火硬度极低; 中部部分脱碳层为： 低碳马氏体+碳化物+ 残留奥氏体。心部未脱碳区为： 淬火马氏体+粒状碳化物+ 残留奥氏体。
通过上述分析试验，该批11mm 的9Si Cr 材料表面含碳量、脱碳层厚度、淬火硬度和金相组织均不合格。
3. 处理办法
( 1) 该批原材料表面质量不合格，由采购人员与钢厂联系处理。
( 2) 对于已下料的在制品，磨掉脱碳层，改为小规格产品使用。
( 3) 已淬火无法挽救的产品，按原材料表面不合格报废处理。
4. 改进措施
( 1) 进一步修订金属材料进厂复验企业标准。
( 2) 提高化学分析、金相分析人员的业务水平。
( 3) 要严格防止热处理过程的氧化脱碳。
例二、长方形基础板为什么渗碳、淬火后长度方向尺寸缩小了?
1. 问题的提出
长方形基础板是组合夹具中的基础件，其外形尺寸为长360mm×宽180mm×厚60mm。在上平面横向铣有2 道“T” 形槽，纵向铣有5 道“T” 形槽。该产品用20Cr 材料制成，在渗碳和淬火工序之前，其机械加工留磨量为0. 7 ～0. 8mm。有12 件长方形基础板经过渗碳、淬火后，其中2 件长度方向已无磨量，其余10 件磨量仅留下0. 2 ～0. 4mm。检查宽度尺寸缩小的很少，几乎保持着原机械加工尺寸。为什么长度方向尺寸缩小了呢? 是哪道工序造成的呢?
2. 原因分析
( 1) 为分析原因，我们分别对渗碳后和淬火后的尺寸进行了详细的测量、记录，这两道工序的尺寸基本相同，说明渗碳后尺寸已经缩小了，再用不同的方向装炉，无多大变化，看来和零件本身自重关系不大。
( 2) 调查锻造工序。锻造工序写明，锻造成形达到锻造尺寸要求并进行正火。实际情况是，当时本厂锻工锻锤因检修停工，该批产品被送外厂协作完成。协作厂家只完成锻造成形，并未进行正火处理。外协人员因缺乏经验，将该批锻件拉回厂后直接转入机械加工车间进行加工，故未进行正火处理。机械加工完毕后就转入热处理车间进行渗碳、淬火，结果长度方向尺寸缩小了。
分析原因，初步认为是由于锻造毛坯没有经过正火工序而造成的。因为长方形基础板这样的零件，锻造时要进行拔长，金属会沿着拔长的方向被拉长，产生拉应力, 形成纤维组织流线。正火的目的就是为了细化晶粒，消除内应力，为下一步热处理准备良好的组织，所以对未进行正火的基础板，在渗碳时进行加热、保温，锻造应力被消除，长度方向产生收缩，尺寸明显缩小。
