感应加热典型案例研究14:感应淬火零件的重复淬火
问题：“我们用FCD 700球墨铸铁（JIS）铸造凸轮轴，这是珠光体等级的。工艺要求对凸轮桃尖进行感应淬火和回火。这使我想到了一个普遍的问题—如果热处理不当，导致淬硬层深度过浅—而且已经使用炉子对其进行了回火。我们是否可以通过重新进行感应淬火与回火以获得要求的淬硬层深度来纠正原来的淬硬层深度？这种想法会引起什么问题？”
回答：多数情况下，我们都遇到过类似的问题，这些问题涉及到钢，铸铁或粉末冶金零件因淬火不当（淬火不足）需进行重复淬火。在许多情况下，这种做法没有明显的问题（特别是如果零件加热不足，产生的淬硬层深度很浅），并且重新淬火零件其使用寿命与正常淬火的零件一样长，且通过了合格率的测试。在许多应用中，感应加热已成功地用于对渗碳零件进行重新加热（但是这些是具有特定规格的不同应用）。
从形式上讲，对已经感应淬火的零件重复进行感应淬火并不是一种良好的金属工艺实践。以下是对感应淬火的零件进行重新淬火的一些潜在问题：
1. 重新淬火后，有产生裂纹的危险。如果淬火后零件的淬硬层深度已经相当大（例如，有效淬硬层深度大于3毫米[1/8英寸]），则情况尤其如此。当然，如果所需的淬硬层深度为5毫米，但是由于某种原因，零件的感应淬火不当，淬火后有效淬硬层深度为1/64英寸（0.4毫米）或1/32英寸（0.8毫米），重新淬火至要求的有效淬硬层深度5 mm，则很可能不会出现任何有害影响。
2.重新淬火后可能会出现晶粒粗化。这可能有几个原因，其中原因之一与以下事实有关：马氏体（淬火或淬火＆回火）初始显微组织的电磁特性不同于铁素体-珠光体组织。如果在两种情况下（“半成品”零件的淬火与重复淬火）都保持相同的工艺设置（工艺配方），则与具有铁素体-珠光体初始组织的零件相比，具有马氏体原始组织的零件最有可能被加热到相当更高的温度。因此，很可能有必要适当修改工艺配方/协议以进行重新加热。
3.与仅进行一次感应淬火的零件相比，重复淬火零件的残余应力某种程度上可能有所不同（这取决于零件的几何形状，硬度模式和其他因素）。与一次淬火零件的应力相比，重复淬火零件的表面残余压缩应力不一定会更低。实际上，可能是相反的情况，但是事实是两种情况下的残余应力分布可能明显不同。而且，重新淬火后形状/尺寸畸变特性可能会变得更糟。
4.为了挽救昂贵的零件，一些从业人员对零件进行了两次以上重复淬火处理，这有产生裂纹的危险。此外，在多次重复淬火之后，碳化物和氮化物的网络可能存在一些问题。这是一个非常复杂的问题，与材料的规格和加热方法有关，因此应仔细的加以分析。通常，应避免这种多次重复淬火的做法。
在讨论决定零件是否重复淬火的问题时，必须至少考虑这四个主要因素。同样，我们想重申一下，在某些情况下，重复淬火不会对零件性能产生可测量的负面影响。当然，对无法重复淬火的零件看起来好像不公平，因为重复淬火后的零件实际上与经过适当淬火的零件完全相同，因此尝试挽救某些零件而不是将其报废是很自然的。但是，应根据具体情况仔细评估加以决定，而且“从形式上讲”，以前人们认为，对淬火不当的零件进行重复感应淬火并不是一种良好的金属工艺实践。
译者注：FCD700是日本球墨铸铁的代号，后面的数字表示抗拉强度。
来源：《感应加热手册》（英文版）第二版
作者：瓦莱里▪鲁德涅夫，唐·洛夫莱斯，雷蒙德·库克
翻译：彭智泓
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