1.氧化、脱碳

所谓氧化是材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛（氧、二氧化碳、水蒸气等）发生作用，形成金属氧化物层（氧化皮）的一种现象。

所谓脱碳是钢铁材料在加热过程中表层的碳与加热介质中的脱碳气体（氧、氢、一氧化碳、水蒸气等）相互作用而烧损的一种现象。脱碳也是材料的氧化过程。根据脱碳程度可分为全脱碳层和半脱碳层两类，全脱碳层的显微组织为全部铁素体。

2.内氧化

内氧化是合金内部沿晶界形成氧化物相或脱碳区的现象。其深度可达十几微米。金属材料形成内氧化的倾向与合金中的组元和氧的亲和力的大小有关，如在铜合金中含有比铜更活泼易氧化的元素Zn、Si、Mn、Ti等，在钢中含有比铁更活泼的易氧化元素Cr、Mn、Si、Mo等，极易发生内氧化。在钢材的气体渗碳层和碳氮共渗层中，常常出现由于内氧化形成的组织缺陷。在热处理介质中，若含有不纯物质（如硅酸盐等）时，也易引起零件的内氧化。

发生内氧化的零件，其断口呈粗糙状，或者沿晶形成黑色的氧化物状。

3.过热

所谓过热是由于加热温度过高或保温时间过长导致奥氏体晶粒剧烈长大的现象。粗大的奥氏体晶粒在以后的退火、正火冷却过程中，形成粗大的铁素体晶粒或魏氏组织，在淬火后形成粗大的马氏体。高碳的粗大马氏体内部及原奥氏体晶界间存在着明显的显微裂纹，它将是导致淬火开裂及脆性断裂的发源地。由于晶粒粗大，沿晶分离的晶界面上分布着细小的韧窝花样。结构钢过热常出现魏氏组织；高速钢过热，断口呈粗瓷状，碳化物颗粒呈角状或晶界出现不同程度的网络状，或形成萘状断口（断口呈粗大的闪光鱼鳞斑点）。

4.过烧

过烧经常产生在高温扩散退火或高速钢淬火过程中，其基本特征是在粗大晶粒的晶界上出现局部烧化或氧化现象。高速钢过烧后，晶界上产生莱氏体共晶，极易导致淬火开裂。在铝合金中，过烧将会产生严重的晶界裂纹（沿晶界有网状共晶体析出），在零件表面出现气泡及粒状凸起。

过烧的断口表面呈被烧熔的皱皮状，晶粒更为粗大，晶界加粗呈氧化色，无光泽，碳化物呈共晶鱼骨状，还会出现裂纹与熔融的孔洞。

5.淬火软点

钢件淬火后，局部出现未硬化或者硬度不足的小区域，称为淬火软点。

6.回火脆性

钢件在某一温度范围内回火后，出现冲击韧性或断裂韧性降低的现象，称回火脆性。通常在250～370℃范围内回火，造成韧性下降、脆性增加的现象称为可逆回火脆性；在450～570℃回火，造成韧性下降脆性增加的现象称为不可逆回火脆性。(www.daowen.com)

有回火脆性的钢件，其断口组织粗糙，呈银灰色，颗粒状，齐平。电子显微镜下的形貌特征为岩石状或冰糖块花样，裂纹沿晶扩展，某些结晶面上有韧窝花样，但不如过热断口的韧窝花样多，一般有二次裂纹产生。

回火脆性以沿晶断裂为主，局部有解理断裂或准解理断裂。

7.石墨化脆性

硅含量高的碳素工具钢或弹簧钢，经热处理后常出现硬度不足，加工表面的表面粗糙度值大，或在使用中发生脆性断裂。其断口一般呈黑灰色，无金属光泽，并可见石墨夹杂物或石墨碳颗粒，这种现象称为石墨化脆性或黑脆。

碳素工具钢或弹簧钢在退火处理时，由于加热温度高，保温时间长，冷却缓慢或重复退火次数过多，使钢中析出珠光体和渗碳体，进而渗碳体中析出石墨，并在石墨周围形成大块铁素体，石墨化的结果增加了钢的脆性。

8.网状或大块状碳化物

如果热处理介质碳势过高，保温时间过长，温度过高或冷却速度太慢，钢件热处理后，其表层碳化物呈较大的块状聚集分布，有的逐渐向里层延伸，使碳化物沿晶界呈网状分布。

9.粗大马氏体和大量残留奥氏体

在淬火过程中，由于加热温度过高，保温时间过长，使晶粒急剧长大，奥氏体中的碳浓度和合金元素浓度增加，Ms点下移，淬火后出现粗大马氏体和大量残留奥氏体，从而使钢件脆性增加，硬度下降。

10.淬火裂纹

（1）淬火龟裂 表面脱碳的高碳钢零件，在淬火时因表面层金属的比体积比中心小，在拉应力作用下将产生龟裂。裂纹为沿晶扩展，一般较浅，很少氧化。

（2）淬火直裂 细长零件在心部完全淬透情况下，由于组织应力作用而产生纵向直线淬火裂纹。裂纹为穿晶扩展，一般起源于应力集中或夹杂物处，裂纹尾端尖细。

（3）其他裂纹 金属零件的凹槽、缺口处因冷却速度较小，产生局部未淬透或软点，致使附近的组织过渡区或偏析区在拉应力作用下开裂。裂纹一般呈弧形，穿晶扩展，尾端尖细，很少氧化，常发生于应力集中或组织过渡处。

锻造裂纹在淬火后有氧化现象，裂纹两侧有脱碳现象；而淬火裂纹很少氧化，无脱碳现象。实际分析时应注意区分锻造裂纹和淬火裂纹。