17-4PH材质长轴弯曲问题

Genius

最近公司长轴在加工和使用过程中弯曲的问题，轴为细长类型（φ100×3000mm），材质为05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢。这种轴坯料生产大体过程：【初炼钢水+电渣重熔→浇注φ300×1600mm钢锭→1180℃开坯，基本上两火锻完→670℃保温约16h后空冷→粗加工→1040℃保温约300min水冷（出水温度约80-120℃），然后出水空冷到室温→600℃保温300-360min时效处理，空冷→机加工（光坯）→600℃保温200min，空冷。】这个是跟供货商了解到的工艺和情况。（泵轴以最终热处理状态交货）入厂只检验了力学性能（合格）。但是锻件坯料在粗加工过程中就产生严重弯曲而且占批量8-9成（粗加工进刀量约为1-2mm），轴由于是阶梯轴，弯曲主要发生在粗加工加工台阶过程中，中间最大跳动（弯曲）两达到1-2mm。而且很多轴加工校直后在使用过程中也会发生弯曲，导致水泵发生严重震动。
       个人分析：根据常识，发生弯曲肯定是存在应力或应力释放。问题来了，关键是这个应力到底是哪里来的，1）加工应力；2）泵轴坯料本身存在残余应力，机加工释放；3）由于锻造或热处理工艺工艺不当，导致热处理后残余奥氏体过多，在机加工过程中和使用过程中继续发生组织转变（转变成马氏体），从而产生组织应力使其发生变形【个人觉得可能性较大】。
        这里请各位专家谈谈您们的看法。

jinwei136

主要是淬火应力没有消除，导致机加工时应力释放，导致变形

Genius

jinwei136 发表于 2016-6-10 22:07
主要是淬火应力没有消除，导致机加工时应力释放，导致变形

O(∩_∩)O谢谢参与！这种可能性应该较小，固溶后相当于做了两次时效（也有去应力的效应）

yankely

Genius 发表于 2016-6-11 00:27
O(∩_∩)O谢谢参与！这种可能性应该较小，固溶后相当于做了两次时效（也有去应力的效应）

赞同，这种材料粗加工过程中就出现严重的变形，结构（φ100x3000）变化应该差异很大，固溶后时效时间够长的了。
建议锻造完后直接固溶时效+粗车+校直+去应力时效+精加工+去应力时效，做精品就多做几次去应力

Genius

yankely 发表于 2016-6-12 14:40
赞同，这种材料粗加工过程中就出现严重的变形，结构（φ100x3000）变化应该差异很大，固溶后时效时间够长 ...

O(∩_∩)O谢谢。这样严格控制去应力过程，对变形会有一定好处，但是我个人觉得长轴弯曲，不仅仅是加工应力的问题，很可能还有其他原因。

热处理小东

固溶出水温度可能高了，固溶后要在20℃以下的淬火介质中保持1到2小时。这是我个人的猜测，希望楼主解决问题后及时跟大家分享原因。

专销进口钢材

你们把粗加工放在固溶之后试一下。

ccgshi

有可能是时效不充分么，延长时效保温时间试试

hooloo

楼主的这个问题 还是围绕加工应力、热处理应力 、加工余量 角度考虑吧！
钢厂交货状态 是先 固溶时效再削皮之类 还是先固溶削皮再时效，热处理应力残留 是不一样的。
客户方要的阶梯轴的尺寸加工速度和量  对原始材料应力场的破坏度 也是不一样的。

yanglianjin123

1.从你的工序中发现了一个很明显的问题，17-4PH固溶后出水温度是80-100℃，出水空冷冷到室温，关键是由于成分的影响马氏体转变终了线的温度是多少？可能是低于常温，还有一个质疑的地方就是冷到常温，那么心部是冷到常温了吗？心部温度是多少，如果偏高，那么肯定会有残余奥氏体，回火后残奥会发生转变的，这是应力的第一点。
2.我们生产这种材料过程中一般是固溶以后矫直处理，然后再时效，时效时注意摆放平整，时效后我们一般不进行矫直，因为这时候矫直很困难，并且很难矫直，原因是材料硬度高，强度大，矫直丸力较大，会发生回弯。
3.你们固溶的时间也有点长，300min的时间相当于5个小时，高温停留5个小时，晶粒度粗化和奥氏体化稳定性增加，冷却后残奥肯定会增加的。希望对你有帮助，我一直在做这个材料。

Genius

yanglianjin123 发表于 2016-6-16 15:39
1.从你的工序中发现了一个很明显的问题，17-4PH固溶后出水温度是80-100℃，出水空冷冷到室温，关键是由于成 ...

O(∩_∩)O谢谢你的详细解答。首先我很赞同您出油温度高这个问题（正常热处理固溶，Ms点差不多就是80-120℃）。其次，您说到一个固溶后校直以及排放的问题（其实我认为最好是垂直吊挂着时效处理），我觉得这个是一个很好的做法。最后，就是你提到一个晶粒粗大和奥氏体稳定化的问题，如果温度过高或高温保温时间过长，合金元素的过量溶于奥氏体，确实存在这个问题。这些都是需要控制的。你的回答很有建设性，很专业O(∩_∩)O谢谢。希望留个联系方式，保持交流

yanglianjin123

加QQ吧“364822578”，QQ上联系

潇洒歌酷

您好，我的电话18957367662，可咨询630材料