不良品排查
脫碳 — 熱處理後表層失碳
淬硬螺絲螺栓的軟表層：全脫碳與部分脫碳為何不符 ISO 898-1、如何以金相斷面或顯微硬度梯度量測，以及可預防的爐氣管制。
| 不良類別 | 熱處理 |
|---|---|
| 相關服務 | 金屬熱處理 |
| 複核日期 |
常引用的標準
現象
心部硬度合格但表層偏低 — 在頭部量測合格的螺栓，牙峰卻能被銼刀吃動。螺紋在額定扭力下咬死、滑牙或崩牙，自攻螺絲不再切入，電鍍後外觀發暗或斑駁。拋光腐蝕後的斷面上，螺紋牙側有一層淺色、富肥粒鐵的邊緣層，不隨內部麻田散鐵一起變深。
如何判定
沿軸向剖開螺紋，鑲埋、拋光、腐蝕，再依 ISO 898-1 判定：全肥粒鐵表層（完全脫碳，G）不允許存在，未受影響區高度 E 必須不低於該強度等級的最小值。公認方法有兩種 — 在規定位置對螺紋牙側做金相檢查，以及依 ISO 6507-1 / ASTM E384 自表面向內做顯微硬度梯度，比較近表面讀值與參考深度讀值。ISO 3887 與 ASTM E1077 說明通用量測方式。務必在螺紋上量測，不要為了方便量平面：螺紋既是失碳處，也是承載處。
相關計算工具: 各鋼種硬度參考表根本原因 — 由高頻到低頻
- 1爐氣碳勢低於鋼的含碳量，空氣或保護不足的氣氛在沃斯田鐵化溫度下奪碳。
- 2高溫停留過久 — 影響深度大致隨時間平方根成長，為了「確保硬度」而放慢的滿載網帶，同時也確保了脫碳。
- 3洩漏與稀釋：門簾磨損、氣量偏低、露點不穩或裝料端進空氣。
- 4進料線材本身已脫碳 — 表層在熱軋、韌化或球化退火時就已失碳，打頭並不能去掉它。
- 5承載面沒有去除餘量：熱處理前滾製的螺紋，把受影響層留在受力牙側。
- 6預熱階段燒結上的氧化皮與鏽，既消耗碳又掩蓋問題，直到剖切才看得到。
可預防的製程管制
- 採用可控保護氣氛並依鋼種設定碳勢，以露點、氧探頭或碳箔驗證，而不是只信控制器設定值。
- 高溫停留時間只給斷面真正需要的量 — 小型扣件很快就能硬化，長時間持溫只換來氧化皮與失碳。
- 打頭前檢查進料線材脫碳：一份載明限值的材質證明加上一件剖切樣，就能把問題擋在廠門外。
- 設計允許時在熱處理後滾牙，或留出研磨餘量，把受影響層自承載面去除。
- 10.9 與 12.9 級淬硬件的批次放行加入螺紋剖切檢查，而不是只靠一個表面硬度讀值。
- 維護爐門密封、門簾與氣體流量並留下紀錄 — 脫碳案例常集中在維修前後。
請寄給我們的樣品與資料
- 可疑批次 6–10 件，盡量未經滾光與電鍍，並附合格批次的同型零件。
- 圖面與強度等級、材質，以及線材的鋼廠材質證明（如有）。
- 低硬度在何處量得 — 頭部、桿部、牙峰或牙側 — 以及所用方法、標尺與荷重。
寄送零件與製程紀錄供評估
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工程師常問的問題
脫碳一定是熱處理做錯嗎？+
不一定。相當比例是隨線材進廠的。軋延或退火時失去的碳，打頭後依然缺少，短時淬火循環也補不回來。剖切一件進料狀態的樣品，就能把兩類原因分開，並釐清責任歸屬。
脫碳可以補救嗎？+
對成品扣件基本不可行。補碳等於一次滲碳循環，會改變尺寸與心部性質，而材料價值通常不值得。進料檢驗與爐氣管制才是經濟的做法。
在使用中如何表現？+
表現為滑牙或崩牙、扭力—夾緊力達不到目標，以及自牙底起始的早期疲勞裂紋 — 軟表層先降伏，把負載轉移到更少的受力螺紋上。
內容依據公開標準與一般扣件冶金學。所列數值為典型範圍，取決於零件、材質與適用規範 — 客戶圖面與適用標準始終為準。本頁不能取代對實際零件的失效分析。