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[求助] 请大神指导为何渗碳淬火后组织出现屈氏体

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签到天数: 11 天

[LV.3]偶尔看看II

发表于 2022-8-18 09:44:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
北京中仪天信科技有限公司
我们是1款3mm厚的SAPH270C的产品,进行碳氮共渗,热处理工艺是:870℃*0.95%C渗碳,850℃*0.85%C扩散,80℃油温进行淬火,280℃回火。
硬度规格为450-650.渗层为0.3-0.5mm。产品采用垫片间隔悬吊上挂的。
淬火后出现硬度不均,硬度测试为350-550之间,分布不均匀。
注:这款产品我们做了很多年了,从来没有问题,从今年6月开始出现问题后,后面每批都是这样异常。
出现问题后:
1.我们分析了材料的成分,未发现明显的异常。
2.我们测试了素材的金相,除表面有一点缺陷(较大的晶粒和细碎晶粒)。我们认为这种缺陷对渗碳是没有影响的。
3.硬度不良的金相出现了一个奇怪的问题,表面没有马氏体或者有很薄的一层马氏体,次表面是淬火屈氏体,里面反而有部分马氏体。
问题点就是在次表层无法形成马氏体,我们测试了全渗层为0.5mm。排除了碳浓度不足的情况。
4.我们实验了采用再结晶退货+渗碳淬火;正火+渗碳淬火;网带炉渗碳淬火等工艺,均无法消除这种组织缺陷。
5.同时也测试了淬火油的冷速为105sec,在规格范围内。
6.现在唯一可以稍微改善好一点的方案就是提高层间距,产品间隔远一点,提升淬硬性方面,硬度有所改善,但组织缺陷还是存在。
疑问点:
目前渗碳层的马氏体出现了夹层,中间为屈氏体,这种形成的原因是什么?就是是原材料哪里问题引起的,是否有什么理论支持。

望大神指导!




渗碳淬火后

渗碳淬火后

渗碳淬火后

渗碳淬火后
素材.jpg
渗碳淬火后.jpg

签到天数: 1096 天

[LV.10]以坛为家III

发表于 2022-8-18 13:15:11 | 显示全部楼层
2.我们测试了素材的金相,除表面有一点缺陷(较大的晶粒和细碎晶粒)。我们认为这种缺陷对渗碳是没有影响的。
  这个影响是超级大的,因为大的晶粒淬透效果好,容易形成马氏体。晶粒细了淬透效果差,就容易出现其它组织。特别冷挤板,前面变化了对后面影响是很大的。
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签到天数: 11 天

[LV.3]偶尔看看II

 楼主| 发表于 2022-8-19 10:53:59 | 显示全部楼层
dzkyx1314 发表于 2022-8-18 13:15
2.我们测试了素材的金相,除表面有一点缺陷(较大的晶粒和细碎晶粒)。我们认为这种缺陷对渗碳是没有影响的 ...

非常感谢,那可以渗碳后采用苦味酸测量的奥氏体的晶粒度来确认吗?
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签到天数: 483 天

[LV.9]以坛为家II

发表于 2022-8-19 12:48:07 | 显示全部楼层
除了你检测这些因素外,排查一下设备和淬火因素(偶尔因素就没必要),连续出现就需要从硬件设施考虑了。
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签到天数: 1096 天

[LV.10]以坛为家III

发表于 2022-8-19 13:06:33 | 显示全部楼层
ywxjaseb 发表于 2022-8-19 10:53
非常感谢,那可以渗碳后采用苦味酸测量的奥氏体的晶粒度来确认吗?

不用什么苦味酸,就从组织就可以看出来了。组织粗还是细基本上很明显的呢。
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签到天数: 117 天

[LV.6]常住居民II

发表于 2022-8-22 17:59:07 | 显示全部楼层
dzkyx1314 发表于 2022-8-18 13:15
2.我们测试了素材的金相,除表面有一点缺陷(较大的晶粒和细碎晶粒)。我们认为这种缺陷对渗碳是没有影响的 ...

前辈

能解释一下,为啥大晶粒的会比小晶粒的淬透性好
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签到天数: 54 天

[LV.5]常住居民I

发表于 2022-8-23 07:48:34 | 显示全部楼层
粗大晶粒渗碳的速度快,但是影响中和机械性能。
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签到天数: 208 天

[LV.7]常住居民III

发表于 2022-8-23 07:59:21 | 显示全部楼层
你有确认你的认为的马氏体位置硬度吗?
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签到天数: 67 天

[LV.6]常住居民II

发表于 2022-8-23 10:01:10 | 显示全部楼层
碳氮共渗,有没有对渗氮的氨气或其他介质检查,氮浓度过高或含水,很容易形成不良组织
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签到天数: 1096 天

[LV.10]以坛为家III

发表于 2022-8-23 14:54:52 | 显示全部楼层
wjl211314pp 发表于 2022-8-22 17:59
前辈

能解释一下,为啥大晶粒的会比小晶粒的淬透性好

晶粒大,转变的核心就少了,所以延迟奥氏体的分解,就是这样子的。
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[LV.5]常住居民I

发表于 2022-8-24 15:59:20 | 显示全部楼层
看看你的淬火油是否有问题,再检查一下主炉。如果主炉每问题很可能是你的淬火油冷速不够是最主要的原因。
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签到天数: 202 天

[LV.7]常住居民III

发表于 2022-8-24 16:16:59 | 显示全部楼层
你这个产品用什么炉子生产的,碳势准确吗?有合适的定碳方法吗?另外,你这个硬度梯度打过没有?
表面马氏体的硬度、屈氏体的硬度,还有次表面马氏体的硬度有多少?
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签到天数: 712 天

[LV.9]以坛为家II

发表于 2022-8-25 10:21:35 | 显示全部楼层
应该是材料成分没问题,原始组织和冷却出现了不协调
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[LV.3]偶尔看看II

 楼主| 发表于 2022-8-26 13:15:50 | 显示全部楼层
沉浮 发表于 2022-8-24 15:59
看看你的淬火油是否有问题,再检查一下主炉。如果主炉每问题很可能是你的淬火油冷速不够是最主要的原因。

目前找了同行试作了一下,淬火有冷速为117sec的热处理后硬度还可以。
我们淬火油的冷速为105sec。
按照正常道理来讲,其实也不需要这么高的冷速也完全可以,为何原因需要这么高的冷速才能转变为马氏体呢?

淬火后金相

淬火后金相

断面梯度

断面梯度
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[LV.3]偶尔看看II

 楼主| 发表于 2022-8-26 13:19:48 | 显示全部楼层
wjl211314pp 发表于 2022-8-22 17:59
前辈

能解释一下,为啥大晶粒的会比小晶粒的淬透性好

资料也是显示不是越细小越淬火。反而是相反的情况。

齿轮钢晶粒尺寸对淬透性的影响.pdf (2.03 MB, 下载次数: 33)
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[LV.5]常住居民I

发表于 2022-8-26 15:28:46 | 显示全部楼层
不是淬透性好,是晶粒大同等时间渗碳渗的快,碳原子扩散的快。
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签到天数: 54 天

[LV.5]常住居民I

发表于 2022-8-26 15:34:52 | 显示全部楼层
影响淬透性的最主要因素是合金元素决定的,而且实际生产中在保证产品工艺的前提下,晶粒度能制作小的,绝不做大。最直观的原因之一就是变型也大。
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[LV.5]常住居民I

发表于 2022-8-26 15:37:09 | 显示全部楼层
你炉内零件的密度有点儿高,淬火油冷速不够的话,零件表面还有残奥,硬度自然就上不去了。
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[LV.5]常住居民I

发表于 2022-9-4 09:39:44 | 显示全部楼层
感觉和表面脱碳有关系
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[LV.5]常住居民I

发表于 2022-9-5 15:44:43 | 显示全部楼层
ywxjaseb 发表于 2022-8-26 13:19
资料也是显示不是越细小越淬火。反而是相反的情况。

不是淬透性好,是晶粒大同等时间渗碳渗的快,碳原子扩散的快。
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