15MnNi4Mo渗碳淬火后硬度值稳定，但不足（含金相、硬度、碳浓度值

yippee

1，工件描述：钻头牙轮用钢，大碗状，工件直径130mm
2，要求：渗碳浓度0.85～1.05，深度2.5~3.0mm。且工件处理完后表面硬度为58～62，心部硬度35～42。
3，已采用工艺：950度渗碳（碳势控制在0.90~0.95间，易普森设备）＋630度高温回火（保温4h）＋800度淬火（保温3h，好富顿k油70度冷却）＋140～146度低温回火，保温5h。
4，已采用工艺得到的结果：表面硬度偏低HRC53～56，相应的其它结果如下。
取样1：渗碳＋高温回火后，表面碳浓度测得1.1%，深度2.5mm
渗层组织（500倍金相）

心部组织

取样2：淬火+低温回火，表面碳浓度1.01％，硬度52～54
渗层组织

心部组织


[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-7-23 23:07 编辑 ]

周建国

淬火+低温回火，表面碳浓度1.01％，硬度52～54,说明你的产品最终的表面碳浓度过高，一般应取下限值（0.85%C)，这也可以从你的金相组织得到了确认。（A残及M的级别过高，最终照成淬火后表面硬度过低）建议降低表面碳浓度及浓度梯度，可以适当提高回火温度至180---200度（两次以上），或进行深冷处理。
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赤槐

请再将渗碳时工艺扩散段的碳势和时间告诉大家！

ctyan111

残A及M的级别过高（6级以上），是造成淬火后表面硬度过低的主要因素。芯部铁素体级别也高，估计芯部硬度也不高。如果这批工件可以返修建议你提高淬火温度820度，重新淬火+180度低温回火，，表面硬度会有所上升。
      其实从你给的工艺来看，渗碳碳势不高，正常情况下不应该出现残A偏高的结果。不知你的易普森设备用的是直升式气氛？如果是，那设备的氧探头积碳黑严重，氧探头不能正确测定炉内的真实碳势。虽然你设定0.90~0.95的碳势，但炉内碳势肯定比0.90~0.95要高，如果此设备接下来处理的工件都有残A偏高的结果，建议你烧碳黑，清洁氧探头（具体方法，设备说明书里有详细介绍）。如果还不能解决问题，那你只有花银子买根新氧探头了
      另外，我觉得你的淬火温度有点低，要是零件对变形要求不高，建议提高淬火温度20度。

ctyan111

建议淬火温度提高20度左右

yippee

渗碳工艺只需自己设置强渗期碳势，渗碳深度和温度三个参数，剩下的其它参数是程序自己计算后自动执行。
强渗期碳势为1.20%，深度2.5mm,温度为950度

yippee

就组织和硬度结果来看，为什么温度要提高20度？
还想再问一下，如果已知材料化学成分，如何得到该材料的Ac1,Acm,Ac3的温度，是有计算公式，还是做实验得到。

霜月

可以查钢材手册得到Ac1,Acm,Ac3，也可以根据已知材料化学成分进行计算，有计算公式。

ctyan111

提高淬火温度可以增加表面硬度，重新淬火可以消除残A

赤槐

原帖由 yippee 于 2008-7-24 16:46 发表
渗碳工艺只需自己设置强渗期碳势，渗碳深度和温度三个参数，剩下的其它参数是程序自己计算后自动执行。
强渗期碳势为1.20%，深度2.5mm,温度为950度

照你讲的我大概明白了一些，但是，1.20%是你在强渗时做挂片定碳所得结果，还是最初设定得合金碳势，
合金碳势和铁碳势之间差一个材料的合金系数。看情况1.20%应该是你设定的合金碳势。
但是我个人认为：
一、15MnNi4Mo材料的Ni 、Mn 都是促进奥氏体化元素，所以渗碳时不需要950这么高的温度，
你的样1[渗碳淬火+高温回火]心部组织中 多数大块状的游离铁素体已经印证了这一点。
二、样1[渗碳淬火+高温回火]渗层组织碳化物弥散程度不高
三、样2[淬火+低温回火]渗碳层组织显示孪晶马氏体粗大，残奥超标，这是硬度不足的主要原因。
所以，建议你应该从降低表面碳浓度着手，修正碳控程序的强扩比；提高高温回火温度至650左右，
时间也可放长2个小时。
       最后我也赞同楼上参与者关于你回火温度和次数的建议，温度可提高至210  +2次回火

yippee

不好意思,菜鸟再问几个问题.
1.20%是挂片定碳值,如何得到材料的合金系数,是否应先设定合理的合金碳势.
高温回火后的组织怎么样才是比较好的,有相关的标准要求吗.

yippee

应该降低表面碳浓度吗,强扩比应该如何修正.

赤槐

是的！要降低表面碳浓度才对！
[当然，这是在你的氧探头控制精度在0.05%范围内的前提下。]
这显然是为后续的淬火降低残奥作一定的组织准备。
按说含镍高，淬透性要相应的好一些，但你的心部硬度反而没能上来，也难怪，心部含碳量只有0.14嘛！看来你只有将淬火温度升高20度看看了。
但是这样一来又不利于淬后残奥的降低，一般淬火温度上来，残奥也是“水涨船高”的。
那就再加一次回火，两次回火的温度我估计要在210左右。

赤槐

高温回火后金相显示
表面渗层组织中碳化物的球化级别3级左右（中度球化），且为弥散分布。
由于本人手头没有类似的金相图片，所以不再赘述。
你可以协同金相检验师傅对照标准图谱进行评级。
至于你提及的关于合金系数fe。那要看你们的计算机渗碳用的工控软件是哪一家的了，
如果是北京汇捷通或类似厂家的，你可以查阅一下附件里关于合金系数的具体介绍，我大致算了一下，把你测到的炉气碳势[挂片]乘以15MnNi4Mo的合金系数得出1.029的合金碳势，这和你测到的表面碳浓度1.01相差不多。
但如果是别的探空软件，你最好和厂家技术调试人员取得沟通取得书面的参数计算资料！

[ 本帖最后由 赤槐 于 2008-7-26 18:58 编辑 ]

yippee

表面渗层组织中碳化物的球化级别3级左右（中度球化），且为弥散分布。这种回火组织是合乎要求的吗？
按你的建议，我在输入强碳式的时候，应该是输入计算后的合金碳势吗?

赤槐

不好意思
我们单位的电脑不对外
所以我一般都是下班后上的论坛，所以不能及时的回复。
那么你之前设定时输入的强渗碳势是0.90-0.95吗？
如果是，那么你的氧探头在强渗时的测定值据你所言也是在你的设定范围内，但是你经过挂片却测到了1.2，这1.2经过合金系数换算和你的表面碳浓度也比较吻合。就是说，你的挂片值1.2比较接近当时的炉气碳势C%。
那就说明你的氧探头出了问题，它[氧探头]的职责就是把接近炉气碳势的数值反馈到碳控系统，结果呢！它干的还不如你出色！呵呵！可能是时间长了，没人和它沟通吧！
但是！你设定时输入的碳势值肯定要是炉气碳势值，只不过在你输入时，结合工件表面所需的碳浓度[即合金碳势]和合金系数估算出炉子要满足这两者的炉气碳势！