1調(diào)質(zhì)金相檢驗(yàn)調(diào)質(zhì)是將亞共析鋼加熱超過(guò)Ac；以上30 ~50C，當(dāng)工件淬火溫度正常，保溫時(shí)間足夠，離合器拉環(huán)且冷卻速度也較高，過(guò)冷奧氏體在淬火過(guò)程中未發(fā)生分解，則淬火后得到的組織應(yīng)是板條狀馬氏體和針片狀馬氏體。在中高溫回火過(guò)程中，馬氏體中析出碳化物，獲得回火索氏體或回火屈氏體。

  1.1調(diào)質(zhì)組織與評(píng)定為確保高強(qiáng)度螺栓淬火時(shí)奧氏體化充分，淬火組織均勻，無(wú)未溶鐵素體及非馬氏體組織，必須充分重視淬火態(tài)組織的金相檢驗(yàn)。對(duì)10.9級(jí)及以上高強(qiáng)度螺栓而言，淬火組織的均勻性尤為重要。國(guó)外的高強(qiáng)度螺栓熱處理非常重視鋼的充分奧氏體化，確保其組織的均勻性，以獲得佳的強(qiáng)韌性配合，保障螺栓服役時(shí)安全可靠。國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度螺栓制造商對(duì)此尚未引起足夠重視，普遍存在的問(wèn)題是螺栓淬火加熱保溫不足，奧氏體化不充分。

  離合器拉環(huán)評(píng)定調(diào)質(zhì)處理的質(zhì)量一般采用GB/T 133202007鋼質(zhì)模鍛件金相組織評(píng)級(jí)圖與評(píng)定方法。

  該標(biāo)準(zhǔn)適用于經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的結(jié)構(gòu)鋼件，不適用于脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒等組織的評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)要求試樣應(yīng)在冷態(tài)下用機(jī)械方法制??；若采用熱切時(shí)，必須將熱影響區(qū)完全去除。制樣過(guò)程中，不能出現(xiàn)因受熱而導(dǎo)致的組織改變現(xiàn)象。試樣拋光后用體積百分?jǐn)?shù)2%~5%的硝酸酒精溶液侵蝕。

  ~8級(jí)評(píng)定，1級(jí)組織好，8級(jí)組織差。該標(biāo)準(zhǔn)三組評(píng)級(jí)圖，適用于結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理件，尤其是高強(qiáng)度螺栓的調(diào)質(zhì)檢驗(yàn)。被評(píng)定的調(diào)質(zhì)組織介于兩個(gè)級(jí)別之間時(shí)，以下一級(jí)為判定級(jí)別，例如大于3級(jí)小于4級(jí)時(shí)，則判為4級(jí)。

  調(diào)質(zhì)的金相組織分析，在光學(xué)顯微鏡下用500倍觀察，合格級(jí)別由供需雙方協(xié)商約定，沒(méi)有約定的以1級(jí)~4級(jí)為合格。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在低溫環(huán)境下服役的螺栓，1級(jí)~3.5級(jí)為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。如果在評(píng)級(jí)時(shí)有爭(zhēng)議，可以力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定。

  1.2螺栓的調(diào)質(zhì)及組織釘和螺柱強(qiáng)調(diào)對(duì)8.8級(jí)及以上產(chǎn)品的材料要求應(yīng)有足夠的淬透性，以確保螺栓螺紋截面的心部在淬硬狀態(tài)、回火前獲得體積分?jǐn)?shù)約90%的馬氏體。為保證良好的淬透性，對(duì)于8.8級(jí)、螺紋直徑超過(guò)20mm的螺栓需采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金鋼材料淬火并回火。

  淬火后馬氏體的粗細(xì)可按B/T 92112008中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼馬氏體等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。

  由于奧氏體化溫度不同，馬氏體形態(tài)和大小不一樣。

  1級(jí)屬于奧氏體化溫度偏低，淬火組織是隱針馬氏體、細(xì)針馬氏體和體積分?jǐn)?shù)不大于5%的鐵素體；而8級(jí)則屬于過(guò)熱組織，是粗大的板條馬氏體+粗片針馬氏體。正常淬火時(shí)控制在3 ~5級(jí)，其組織為細(xì)小的板條馬氏體+片狀馬氏體，6級(jí)具有較高的沖擊韌性、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，適用于較大規(guī)格且要求淬透性高的螺栓。為40Cr鋼板條狀及針狀馬氏體4級(jí)，為45鋼板條狀及針狀馬氏體5級(jí)，為SCM435鋼板條狀及針狀馬氏體4級(jí)，以上均為正常淬火組織。

  板條狀及針狀馬氏體（40，4級(jí)）x1回火索氏體組織實(shí)際上是在a相基體上分布的極小顆粒狀碳化物，如、所示?；鼗饻囟雀鶕?jù)高強(qiáng)螺栓等級(jí)要求，一般在450~600C，具體溫度范圍視鋼的化學(xué)成分有所區(qū)別。因?yàn)楹辖鹪氐募尤霑?huì)減緩馬氏體的分解、碳化物的析出和聚集以及殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變等過(guò)程，回火溫度將移向更高。

  2調(diào)質(zhì)的缺陷組織2.1淬火過(guò)熱組織淬火加熱溫度偏高致使奧氏體晶粒長(zhǎng)大，淬火后得到粗大的馬氏體組織，如所示。一旦出現(xiàn)粗大針狀馬氏體，即使采用合理的回火溫度進(jìn)行回粗大的馬氏體組織（42CrMo，8級(jí)）x500試樣為920C淬火時(shí)，晶粒急劇長(zhǎng)大，不同晶粒內(nèi)平行的馬氏體位向是不同的，奧氏體化相應(yīng)提高，淬火后殘余奧氏體相對(duì)多一些。粗大馬氏體組織綜合性能差，也容易淬裂。

  2.2淬火欠熱組織高強(qiáng)度螺栓正常淬火后得到的組織應(yīng)是板條狀馬氏體和針片狀馬氏體。淬火欠熱是淬火加熱溫度過(guò)低或保溫不足，奧氏體未均勻化，導(dǎo)致淬火后的組織為馬氏體和未溶鐵素體，如所示。即使通過(guò)回火也不能消除鐵素體。

  離合器拉環(huán)~也3保溫，鐵素體仍留在基體內(nèi)。同時(shí)由于淬火溫度低，保溫時(shí)間短，奧氏體均勻化差，冷卻時(shí)局部發(fā)生屈氏體轉(zhuǎn)變。

  2.3欠淬透組織淬火溫度正常且保溫時(shí)間足夠，但冷卻速度不夠以至于不能淬透，結(jié)果沿工件截面各部位將得到不同的組織，即使表面是馬氏體，往中心會(huì)逐步出現(xiàn)非馬氏體組織。非馬氏體組織有屈氏體、貝氏體等，心部為屈氏體和鐵素體等組織。在低合金鋼中出現(xiàn)的非馬氏體組織一般不是屈氏體，而是上貝氏體，如0所示。該組織為馬氏體基體上分布有少量貝氏體，用金相方法較容易檢驗(yàn)出這種缺陷。

  0心部組織回火索氏體+上貝氏體中碳鋼調(diào)質(zhì)組織形態(tài)取決于淬火態(tài)組織，加熱不足而殘留在馬氏體組織中的塊狀鐵素體，或冷卻不足而在晶界處析出網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀鐵素體，都是有害的。

  值得注意的是，加熱不足引起的未溶鐵素體與冷卻不足時(shí)先析出鐵素體在形態(tài)上是有區(qū)別的，前者呈圓鈍塊狀或厚薄不均勻斷續(xù)網(wǎng)狀（1），而后者是新形成的先共析鐵素體，形態(tài)上比較纖細(xì)，分布在奧氏體晶界上（2）。

  3常見熱處理淬火缺陷螺栓調(diào)質(zhì)熱處理工藝中淬火缺陷為常見，如硬度不足、變形、開裂等。產(chǎn)生缺陷的原因很多，需從各方面分析，金相檢驗(yàn)是常用的方法。

  3.1淬火裂紋淬火時(shí)在螺栓中引起的內(nèi)應(yīng)力是造成變形與開2淬火冷卻不足組織（40Cr）X500裂的根本原因。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，便引起變形；當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，便造成開裂。只有拉應(yīng)力是使裂紋萌生和擴(kuò)展的必要條件。淬火裂紋原因可以從兩方面考慮，一是有哪些因素造成了較大的應(yīng)力；二是材質(zhì)有沒(méi)有缺陷，致使強(qiáng)度和韌性降低。

  3.1.1淬火裂紋特征多數(shù)情況下裂紋由表面向心部擴(kuò)展，宏觀形態(tài)較平直。

  3裂紋兩側(cè)嚴(yán)重脫碳3.1.2內(nèi)應(yīng)力增大引發(fā)正常組織淬火裂紋設(shè)計(jì)不合理，如有尖角、截面突然變化，易引起應(yīng)力集中。

  冷卻太強(qiáng)烈，如本應(yīng)采用快速淬火油，卻選擇了水溶液，不該冷透時(shí)冷透等。

  淬火時(shí)冷卻方式不當(dāng)，淬火后未及時(shí)回火。

  3.1.3組織缺陷引起淬火裂紋淬火溫度偏高，奧氏體晶粒粗大，淬火后形成較粗大的馬氏體，容易開裂。特別是粗大的高碳馬氏體，常伴有顯微裂紋。

  離合器拉環(huán)鋼材存在網(wǎng)狀碳化物等脆性相，淬火時(shí)易沿脆性碳化物網(wǎng)開裂。在晶界處有沿晶界分布的碳化物網(wǎng)絡(luò)，磨削時(shí)也容易磨裂。

  鋼材有折疊或粗大夾雜物等缺陷，淬火時(shí)易沿此缺陷形成裂紋。

  鋼材中存在嚴(yán)重偏析，淬火后組織不均勻，內(nèi)應(yīng)力較大且不均勻，容易開裂。

  由于緊固件表面脫碳，淬火時(shí)表層體積膨脹小，受到兩相應(yīng)力，容易形成龜裂。

  3.2淬火硬度不足加熱溫度不足，冷卻時(shí)形成屈氏體，當(dāng)屈氏體很少時(shí)，硬度無(wú)明顯變化，但金相組織容易鑒別。

  淬火冷卻速度不足，淬火組織中除馬氏體外，還有屈氏體或貝氏體組織。屈氏體或貝氏體越多，硬度越低。

  表面脫碳，淬火時(shí)不易形成馬氏體，或形成低碳馬氏體，如4所示。

  淬火過(guò)熱，過(guò)熱組織馬氏體粗大，殘余奧氏體量明顯增多，硬度也降低。

  4表面脫碳鐵素體和低碳馬氏體X200螺栓淬火回火后性能達(dá)不到技術(shù)要求，影響因素是多方面的，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量分析是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。這里只是強(qiáng)調(diào)金相檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意有無(wú)影響強(qiáng)韌性的不利因素，諸如晶粒粗大、非金屬夾雜物、網(wǎng)狀滲碳體、網(wǎng)狀鐵素體、淬火組織中的非馬氏體組織以及低倍檢測(cè)中的顯微偏析造成的組織不均勻等。