（1）淬火常見問題與解決技巧
※Ms點隨C%的增加而降低
淬火時，過冷沃斯田體開始變態為麻田散體的溫度稱之為Ms點，變態完成之溫度稱之為Mf點。%C含量愈高，Ms點溫度愈降低。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右，而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右。
※淬火液可添加適當的添加劑
（1）水中加入食鹽可使冷卻速率加倍：鹽水淬火之冷卻速率快，且不會有淬裂及淬火不均勻之現象，可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜。
（2）水中有雜質比純水更適合當淬火液：水中加入固體微粒，有助於工件表面之洗淨作用，破壞蒸氣膜作用，使得冷卻速度增加，可防止淬火斑點的發生。因此淬火處理，不用純水而用混合水之淬火技術是很重要的觀念。
（3）聚合物可與水調配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度調配出由水到油之冷卻速率之淬火液，甚為方便，且又無火災、污染及其他公害之虞，頗具前瞻性。
（4）乾冰加乙醇可用於深冷處理容液：將乾冰加入乙醇中可產生-76℃之均勻溫度，是很實用的低溫冷卻液。
※硬度與淬火速度之關聯性
只 要改變鋼材淬火冷卻速率，就會獲得不同的硬度值，主要原因是鋼材內部生成的組織不同。當冷卻速度較慢時而經過鋼材的Ps曲線，此時沃斯田體變態溫度較高， 沃斯田體會生成波來體，變態開始點為Ps點，變態終結點為Pf點，波來體的硬度較小。若冷卻速度加快，冷卻曲線不會切過Ps曲線時，則沃斯田體會變態成硬 度較高的麻田散體。麻田散體的硬度與固溶的碳含量有關，因此麻田散體的硬度會隨著%C含量之增加而變大，但超過0.77%C後，麻田散體內的碳固溶量已無 明顯增加，其硬度變化亦趨於緩和。
※淬火與回火冷卻方法之區別
淬火常見的冷卻方式有三種，分別是： （1）連續冷卻；（2）恆溫冷卻及（3）階段冷卻。為求淬火過程降低淬裂的發生，臨界區域溫度以上，可使用高於臨界冷卻速率的急速冷卻為宜；進入危險區域 時，使用緩慢冷卻是極為重要的關鍵技術。因此，此類冷卻方式施行時，使用階段冷卻或恆溫冷卻（麻回火）是最適宜的。
回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法，其中合金鋼一般使用急冷；工具鋼則以徐冷方式為宜。工具鋼自回火溫度急冷時，因殘留沃斯田體變態的緣故而易產生裂痕，稱之為回火裂痕；相同的，合金鋼若採用徐冷的冷卻方式，易導致回火脆性。
※淬火後，殘留沃斯田體的所扮演的角色
淬 火後的工件內常存在麻田散體與殘留沃斯田體，在常溫放置一段長久時間易引起裂痕的發生，此乃因殘留沃斯田體產生變態、引起膨脹所導致，此現象尤其再冬天寒 冷的氣候下最容易產生。此外，殘留沃斯田體另一個大缺點為硬度太低，使得工具的切削性劣化。可使用深冷處理促使麻田散體變態生成，讓殘留沃斯田體即使進一 步冷卻也無法再產生變態；或以外力加工的方式，使不安定的殘留沃斯田體變態成麻田散體，降低殘留沃斯田體對鋼材特性之影響。
※淬火處理後硬度不足的原因
淬 火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度，若硬度值不理想，則可能是下列因素所造成：（1）淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠；（2）可能是冷卻速率不足所致； （3）工件表面若熱處理前就發生脫碳現象，則工件表面硬化的效果就會大打折扣；（4）工件表面有銹皮或黑皮時，該處的硬度就會明顯不足，因此宜先使用珠擊 法將工件表面清除乾淨後，再施以淬火處理。
※淬裂發生的原因
會影響淬 裂的主要原因包括：工件的大小與形狀、碳含量高低、冷卻方式及前處理方法等。鋼鐵熱處理會產生淬裂，導因於淬火過程會產生變態應力，而這個變態應力與麻田 散體變態的過程有關，通常鋼材並非一開始產生麻田散體變態即發生破裂，而是在麻田散體變態進行約50%時（此時溫度約150℃左右），亦即淬火即將結束前 發生。因此淬火過程，在高溫時要急速冷卻，而低溫時要緩慢冷卻，若能掌握『先快後緩』的關鍵，可將淬火裂痕的情況降至最低。
※過熱容易產生淬火裂痕
加 熱超過是當的淬火溫度100℃以上，稱之為過熱。過熱時，沃斯田體之結晶顆粒變得粗大化，導致淬火後生成粗大的麻田散體而脆化，易使針狀麻田散體之主幹出 現橫裂痕（此稱為麻田散體裂痕），此裂痕極易發展成淬火裂痕。因此，當您的工件在沃斯田體化溫度時產生過熱現象時，後續的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產 生，故有人把『過熱』稱為發生淬火裂痕的元兇。
※淬火前的組織會影響淬火裂痕？
淬火前的組織當然會影 響淬火的成敗。最正常的前組織應該是正常化組織或退火組織（波來體結構），若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結果。過熱組織易產生淬火裂 痕，球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎，因此工具鋼或高碳鋼在淬火前，可施行球狀化處理已是淬火重要技術之一。此時可施以球狀化退火或調質球狀化 處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網狀組織存在，則容易由該處發生淬火裂痕。
※淬火零件因常溫放置引起之瑕疵
淬 火後的零件，若長時間放置在室溫，可能發生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂痕又稱為時效裂痕，尤其在冬天寒冷的夜晚，隨溫度之下降導致殘留沃斯田體變 態為麻田散體，使裂痕因此而產生，又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時效變形，乃淬火工件放置於室溫引起尺寸形狀變化之現象，大多導因於回火處理不完全 所致。為防止擱置變形，需讓鋼材組織安定化，因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體（實施深冷處理）。接著實施200℃~250℃的回火處理使麻田散體安定 化。
（2）回火常見問題與解決技巧
※100℃熱水回火之優點
低 溫回火常使用180℃至200℃左右來回火，使用油煮回火。其實若使用100℃的熱水來進行回火，會有許多優點，包括：（1）100℃的回火可以減少磨裂 的發生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的熱水回火可降低急速加熱所產生裂痕的機會；（4）進行深冷處理時，降低工件發 生深冷裂痕的機率，對殘留沃斯田體有緩衝作用，增加材料強韌性；（5）工件表面不會產生油焦，表面硬度稍低，適合磨床研磨加工，亦不會產生油煮過熱乾燒之 現象。
※二次硬化之高溫回火處理
對於工具鋼而言，殘留應力與殘留沃斯田體均對鋼材有著不良的影響，浴 消除之就要進行高溫回火處理或低溫回火。高溫回火處理會有二次硬化現象，以SKD11而言，530℃回火所得鋼材硬度較200℃低溫回火稍低，但耐熱性 佳，不會產生時效變形，且能改善鋼材耐熱性，更可防止放電加工之加工變形，益處甚多。
※在300℃左右進行回火處理，為何會產生脆化現象？
部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時，會因殘留沃斯田體的分解，而在結晶粒邊界上析出碳化物，導致回火脆性。二次硬化工具鋼當加熱至500℃~600℃之間時才會引起分解，在300℃並不會引起殘留沃斯田體的分解，故無300℃脆化的現象產生。
※回火產生之回火裂痕
以 淬火之鋼鐵材料經回火處理時，因急冷、急熱或組織變化之故而產生之裂痕，稱之為回火裂痕。常見之高速鋼、SKD11模具鋼等回火硬化鋼在高溫回火後急冷也 會產生。此類鋼材在第一次淬火時產生第一次麻田散體變態，回火時因淬火產生第二次麻田散體變態（殘留沃斯田體變態成麻田散體），而產生裂痕。因此要防止回 火裂痕，最好是自回火溫度作徐徐冷卻，同時淬火再回火的作業中，亦應避免提早提出回火再急冷的熱處理方式。
※回火產生之回火脆性
可 分為300℃脆性及回火徐冷脆性兩種。所謂300℃脆性係指部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時，會因殘留沃斯田體的分解，而在結晶粒邊界 上析出碳化物，導致回火脆性。所謂回火徐冷脆性係指自回火溫度（500℃~600℃）徐冷時出現之脆性，Ni-Cr鋼頗為顯著。回火徐冷脆性，可自回火溫 度急冷加以防止，根據多種實驗結果顯示，機械構造用合金鋼材，自回火溫度施行空冷，以10℃/min以上的冷卻速率，就不會產生回火徐冷脆性。
※高週波淬火常見之問題
高 週波淬火處理常見的缺陷有淬火裂痕、軟點及剝離三項。高週波淬火最忌諱加熱不均勻而產生局部區域的過熱現象，諸如工件銳角部位、鍵槽部位、孔之周圍等均十 分容易引起過熱，而導致淬火裂痕的發生，上述情形可藉由填充銅片加以降低淬火裂痕發生的可能性。另外高週波淬火工件在淬火過程不均勻，會引起工件表面硬度 低的缺點，稱之為軟點，此現象係由於高週波淬火溫度不均勻、噴水孔阻塞或孔的大小與數目不當所致。第三種會產生的缺失是表面剝離現象，主要原因為截面的硬 度變化量大或硬化層太淺，因此常用預熱的方式來加深硬化層，可有效防止剝離現象。
※不銹鋼為何不能在500℃至650℃間進行回火處理？
大 部分的不銹鋼在固溶化處理後，若在475℃至500℃之間長時間持溫時，會產生硬度加大、脆性亦大增的現象，此稱之為475℃脆化，主要原因有多種說法， 包括相分解、晶界上有含鉻碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常溫韌性大減，且耐蝕性亦甚差，一般不銹鋼的熱處理應避免常時間持溫在這個溫度範 圍。另外在600℃至700℃之間長時間持溫，會產生s相的析出，此s相是Fe-Cr金屬間化合物，不但質地硬且脆，還會將鋼材內部的鉻元素大量耗盡，使 不銹鋼的耐蝕性與韌性均降低。
※為何會產生回火變形？
會產生回火變形的主要原因為回火淬火之際產生的 殘留硬力或組織變化導致，亦即因回火使張應力消除而收縮、壓應力的消除而膨脹，包括回火初期析出e碳化物會有若干收縮、雪明碳鐵凝聚過程會大量收縮、殘留 沃斯田鐵變態成麻田散鐵會膨脹、殘留沃斯田鐵變態成變韌鐵會膨脹等，導致回火後工件的變形。防止的方法包括：（1）實施加壓回火處理；（2）利用熱浴或空 氣淬火等減少殘留應力；（3）用機械加工方式矯正及（4）預留變形量等方式。
※回火淬性的種類
（1）270℃~350℃脆化：又稱為低溫回火淬性，大多發生在碳鋼及低合金鋼。
（2）400℃~550℃脆化：通常構造用合金鋼再此溫度範圍易產生脆化現象。
（3）475℃脆化：特別指Cr含量超過13%的肥粒鐵系不銹鋼，在400℃至550℃間施以回火處理時，產生硬度增加而脆化的現象，在475℃左右特別顯著。
（4）500℃~570℃脆化：常見於加工工具鋼、高速鋼等材料，在此溫度會析出碳化物，造成二次硬化，但也會導致脆性的提高。
（3）退火常見問題與解決技巧
※工件如何獲得性能優異之微細波來體結構？
退 火處理會使鋼材變軟，淬火處理會使鋼材變硬，相比較之下，如施以『正常化』處理，則可獲得層狀波來鐵組織，可有效改善鋼材的切削性及耐磨性，同時又兼具不 會產生裂痕、變形量少與操作方便等優點。然而正常化處理是比較難的一種熱處理技術，因為它採用空冷的方式冷卻，會受到許多因素而影響空冷效果，例如夏天和 冬天之冷卻效果不同、工件大小對空冷速率有別、甚至風吹也會影響冷卻速率。因此正常化處理要使用各種方法來維持均一性，可利用遮陽、圍幕、坑洞、風扇等。
※正常化處理與退火處理之差異
正常化處理維加熱至A3點或Acm點以上40~60℃保持一段時間，使鋼材組 織變成均勻的沃斯田體結構後，在靜止的空氣中冷卻至室溫的熱處理程序。對亞共析鋼而言，可獲得晶粒細化的目的而擁有好的強度與韌性；對過共析鋼而言，則可 防止雪明碳鐵在沃斯田鐵晶粒邊界上形成網狀析出，以降低材料的韌性。
完全退火處理主要目的是要軟化鋼材、改善鋼材之切削性，其熱處理程 序為加熱至A3點以上20~30℃（亞共析鋼）或A1點以上30~50℃持溫一段時間，使形成完全沃斯田體組織後（或沃斯田體加雪明碳體組織），在A1點 下方50℃使充分發生波來體變態，獲至軟化的鋼材。另外應力消除退火則是在變態點以下450~650℃加熱一段時間後徐徐冷卻至室溫，可消除鋼材內部在切 削、沖壓、鑄造、熔接過程所產生的殘留應力。
※如何消除工件之殘留應力？
應力消除退火則是在變態點以 下450~650℃加熱一段時間後徐徐冷卻至室溫，可消除鋼材內部在切削、沖壓、鑄造、熔接過程所產生的殘留應力。對碳鋼而言，參考的加熱溫度為 625±25℃；對合金鋼而言，參考的加熱溫度為700±25℃。持溫時間亦會有所差異，對碳鋼而言，保持時間為每25mm厚度持溫1小時；對合金鋼而 言，保持時間為每25mm厚度持溫2小時，冷卻速率為每後25mm以275℃/小時以下的冷卻速率冷卻之。
※如何預防加熱變形？
預 防加熱變形的發生，最好是緩慢加熱，並實施預熱處理。一般鋼材在選擇預熱溫度時，可依下列準則來選定預熱溫度：（1）以變態點以下作為預熱溫度，例如普通 鋼約在650~700℃，高速鋼則在800~850℃左右。（2）以500℃左右作為預熱溫度。（3）二段式預熱，先在500℃左右作第一段預熱，保持一 段時間充分預熱後，在將預熱溫度調高至A1變態點以下。（4）三段式預熱，針對含有高含量合金之大型鋼材，例如高速鋼，有時需要在1000~1050℃作 第三段預熱。
（4）滲碳氮化常見問題與解決技巧
※氮化表面硬度或深度不夠
（1）可能是鋼料化學成分不適合作氮化處理
（2）可能是氮化處理前的組織不適合
（3）可能是氮化溫度過高或太低
（4）爐中之溫度或流氣不均勻
（5）氨氣的流量不足
（6）滲氮的時間不夠長
※氮化工件彎曲很厲害
（1）氮化前的弛力退火處理沒有做好
（2）工件幾何曲線設計不良，例如不對稱、厚薄變化太大等因素
（3）氮化中被處理的工件放置方法不對
（4）被處理工件表面性質不均勻，例如清洗不均或表面溫度不均等因素
※氮化工件發生龜裂剝離現象
（1）氨的分解率超過85%，可能發生此現象
（2）滲氮處理前工件表面存在脫碳層
（3）工件設計有明顯的銳角存在
（4）白層太厚時
※氮化工件的白層過厚
（1）滲氮處理的溫度太低
（2）氨的分解率低於15%時，可能發生此現象
（3）在冷卻過程不恰當
※氮化處理時之氨分解率不穩定
（1）分解率測定器管路漏氣
（2）滲氮處理時裝入爐內的工件太少
（3）爐中壓力變化導致氨氣流量改變
（4）觸媒作用不當
※工件需進行機械加工處如何防止滲碳？
（1）鍍銅法，鍍上厚度20mm以上的銅層
（2）塗敷塗敷劑後乾燥，可使用水玻璃溶液中懸浮銅粉
（3）塗敷防碳塗敷劑後乾燥，主要使用硼砂和有機溶劑為主
（4）氧化鐵和黏土混合物塗敷法
（5）利用套筒或套螺絲
※滲碳後工件硬度不足
（1）冷卻速度不足，可利用噴水冷卻或鹽水冷卻
（2）滲碳不足，可使用強力滲碳劑
（3）淬火溫度不足
（4）淬火時加熱發生之脫碳現象所導致，可使用鹽浴爐直接淬火
※滲碳層剝離現象
（1）含碳量之濃度坡度太大，應施以擴散退火
（2）不存在中間層，應緩和滲碳的速率
（3）過滲碳現象，可考慮研磨前次之滲碳層
（4）反覆滲碳亦可能產生滲碳層剝離的現象
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