在熱處理生產中，由于操作控制不當，所處理的零件常出現某些缺陷，尤其淬火時最易出現缺陷。淬火時零件經切削加工已基本達到最終尺寸，致使在隨后的加工中不易校正或排除，更應當注意避免或減少缺陷產生。常見的熱處理缺陷有過熱、過燒、氧化、脫碳、變形和開裂等。 
過熱和過燒 
零件在熱處理時，如果加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長，引起奧氏體晶粒顯著粗化，這種現象稱為過熱。過熱影響零件隨后熱處理的力學性能，也易引起零件的淬火變形與開裂。過熱缺陷一般可用正火的方法補救。 
零件在熱處理時，如果加熱溫度過高，使金屬的晶界嚴重氧化或熔化，這種現象稱為過燒。過燒是一種無法挽回的缺陷，過燒后的零件已無使用價值，必須報廢。因此必須嚴格控制零件的加熱溫度。 
氧化和脫碳 
SUS630不銹鋼在氧化氣氛中加熱時，氧和鐵形成氧化鐵的現象稱為氧化。SUS630不銹鋼在加熱時，與氣氛中的氧或水汽發生反應，使SUS630不銹鋼中的碳形成CO或CH4而降低SUS630不銹鋼的含碳量的現象稱為脫碳。 
氧化和脫碳不僅降低零件表面的硬度和疲勞強度，而且還影響零件的尺寸精度，增加淬火開裂傾向。氧化和脫碳層如在以后的切削加工中被去除，則不影響零件的性能。一般重要的受力構件和精密零件，在精加工后都不允許有氧化和脫碳層。通常對氧化和脫碳有較高要求的零件，可在鹽浴爐中加熱，以減少氧化和脫碳；要求更高時，可采用有效涂料保護加熱，或在可控氣氛及真空爐中加熱。 
變形和開裂 
零件在熱處理時，內部應力超過材料的屈服極限而引起零件的尺寸和形狀的變化稱為變形。零件在熱處理時，內部應力超過材料的抗拉極限而引起零件產生裂紋的現象稱為開裂。 
變形是熱處理中較難避免的缺陷，一般只是控制零件的變形量，超過變形量時可用校正方法糾正。開裂是必須避免的缺陷，零件一旦開裂，就無法挽救，只有報廢。 
變形和開裂都是由內應力引起的。零件內應力分為熱應力和組織應力。 
熱應力是在加熱和冷卻過程中，零件內外層加熱和冷卻速度不同造成的內應力。 
由于零件內外層溫度不一致，致使零件內外熱脹冷縮的程度也不相同；內外層溫差越大，熱應力也越大。零件在加熱時，表面溫度要高于心部，表面膨脹快，但受到心部的阻礙，故表面受壓應力而心部受拉應力；零件在冷卻時正相反，表面受拉應力而心部受壓應力。一旦加熱和冷卻過程中熱應力超過材料的屈服極限和抗拉極限，都會引起零件的變形和開裂。所以必須嚴格控制零件的加熱、冷卻速度，尤其是導熱性差的材料，更要注意加熱、冷卻速度的影響。 
組織應力是在加熱或冷卻過程中，由于零件內部組織發生轉變的時間不一致而造成的內應力。 
SUS630不銹鋼的組織中，馬氏體的比容最大，奧氏體的比容最小，珠光體的比容介于馬氏體和奧氏體之間。加熱時組織轉變引起的內應力一般不會對零件的變形和開裂產生大的影響，因為奧氏體的轉變在高溫下進行，材料的塑性較好。淬火冷卻時表面先轉變為馬氏體，體積膨脹；心部仍為奧氏體，阻礙表面的膨脹，表面產生壓應力而心部產生拉應力；當心部轉變為馬氏體時，表面組織已經轉變終了，阻礙心部的膨脹，使表面產生拉應力而心部產生壓應力。 
淬火時零件的變形和開裂是兩種內應力綜合作用的結果。為了減小變形和避免開裂，可采用低溫預熱和不同的淬火方法，如分級淬火、等溫淬火等。

SUS630不銹鋼的熱處理與試樣硬度測定實驗 SUS630不銹鋼的熱處理工藝的目的是改變SUS630不銹鋼的內部組織與性能。SUS630不銹鋼的熱處理工藝不同，則SUS630不銹鋼獲得的組織與性能也不相同。而要了解SUS630不銹鋼熱處理后的組織與性能的狀況，硬度檢測是最簡便實用的方法之一。

實驗目的

（1）了解碳素SUS630不銹鋼的整體熱處理工藝（退火、正火、淬火及回火）的基本方法及不同熱處理工藝對SUS630不銹鋼的性能的影響。 
（2）了解洛氏硬度試驗機的主要結構及操作方法。

洛氏硬度試驗機的主要結構及操作方法

洛氏硬度試驗機的主要結構見3.2.4.2 洛氏硬度部分內容。洛氏硬度試驗機的操作步驟如下： 
（1）根據試樣的材料、形狀和熱處理狀態選擇合適的試驗條件（壓頭類型、總試驗力及載樣臺型式等）。 
（2）將試樣的兩面磨平，平穩放置在載樣臺上。 
（3）順時針轉動升降手輪，使試樣和壓頭緩慢接觸；繼續轉動手輪，直至表盤內的小指針指到紅點處，此時初試驗力加載完畢。 
（4）調整表盤外圈，使大指針指向零位。 
（5）扳動加載手柄，施加主試驗力，表盤上的大指針將轉動，等其停止轉動后，表明主試驗力加載完畢。 
（6）推動卸載手柄，卸除主試驗力，此時表盤上大指針所指的刻度即為試樣的洛氏硬度值。
（7）逆時針轉動升降手輪，降下載樣臺，取下試樣。

實驗的材料與設備

（1）實驗材料 45SUS630不銹鋼試樣、T12SUS630不銹鋼試樣各若干件。 
（2）實驗設備 箱式電阻爐及控溫儀表、淬火水槽和夾鉗；洛氏硬度試驗機、砂紙等。

實驗內容

（1）學生按組領取試樣，并打上SUS630不銹鋼印，以免混淆。所有原始試樣均為退火狀態。
（2）加熱前先對全部試樣進行硬度測定，并做好記錄。為便于比較，一律用洛氏硬度試驗機測定硬度。 
（3）根據表3-2所列工藝條件，進行各種熱處理工藝操作。其中淬火、正火加熱保溫時間按每毫米工件有效厚度1分鐘計算；回火保溫時間為90分鐘。 
（4）對熱處理后的試樣進行硬度測定實驗并做好記錄。 
表3-2 試樣的熱處理工藝事項

（1）熱處理放、取試樣時必須先切斷電源。 
（2）放、取試樣必須戴手套，使用夾鉗。夾鉗必須擦干，不得沾有水和油。 
（3）開、關爐門要迅速，爐門打開時間不宜過長。 
（4）淬火操作時動作要快，以免試樣在空氣中溫度下降過多，影響淬火質量。 
（5）試樣在淬火介質中應不停攪動，否則試樣表面會因冷卻不均而出現軟點。 
（6）淬火時水溫應不超過30℃，水溫過高要及時換水。 
（7）做硬度測定實驗時，試樣要用砂紙打磨表面，去掉氧化皮后再測定硬度值。 
（8）測定硬度時，加載時應細心操作，以免損壞壓頭； 
（9）加預載荷時若發現阻力太大，應停止加載，立即報告，檢查原因。