20CrMoH等温正火出现的异常情况分析及措施？

qingxin · 发表于 2010-11-30 17:55:29

本帖最后由 qingxin 于 2010-12-1 22:07 编辑

我公司目前采用石钢供的一批20CrMoH材料按照原正常工艺，总是出现异常情况，请各位同行帮忙分析一下原因及对策？
材料：20CrMoH(原材料为石钢供货）
放大倍数：100×

第一次等温正火：网带炉等温正火生产线：930-930-920℃，加热时间：90~100分钟，等温600-600-600℃
表面硬度：197~212HBS，金相组织：主要是贝氏体+铁素体+少量珠光体

等二次等温正火：网带炉等温正火生产线：900-910-900℃，加热时间：90~100分钟，零件进入等温炉温度约为620~700℃，等温620-620-620℃
表面硬度：183~193HBS，金相组织：珠光体+铁素体+混晶组织
对于两次次等温正火后得到的异常组织，不知是什么原因造成的，请各位同行帮忙分析一下，以及有哪些改进措施？谢谢！

qingxin · 发表于 2010-11-30 19:49:01

第二次正火后表面总脱碳层为：0.18~0.20mm（硬度为183HBS的试样），其金相图片如下：

离别钩 · 发表于 2010-11-30 20:05:04

等温炉温度高了，应该在550-600之间。

qingxin · 发表于 2010-11-30 20:39:14

参考《热处理技术数据手册》樊东黎第2.9节“钢的奥氏体等温转变类型和转变曲线” 第45页提供的
20CrMo的奥氏体等温转变类型和转变曲线

等温温度不是低了吧，而且原来我做过试验，正火加热温度在900℃时，等温温度等于或低于580℃，就会出现贝氏体。

qingxin · 发表于 2010-11-30 21:20:22

我仔细查了一下钢厂提供的质保书中关于淬透性指标，J9为42HRC,J15为34HRC,是否该批材料因为淬透性好，是否需再提高等温温度处理？

qingxin · 发表于 2010-12-1 21:59:10

又做了一次该批零件等温正火工艺试验：
设备：网带式等温正火生产线
正火：910-910-860℃，118分钟；
等温：650-640-640，75分钟
还是出现异常情况
零件1
表面硬度：166HBS,表面脱碳层：0.24mm,组织如图1(心部组织)、图2（边缘组织）：

图1  100×，20CrMoH

图2  100×，20CrMoH
零件2
表面硬度：175HBS,表面脱碳层：0.13mm,组织如图3(心部组织）、图4（边缘组织）

图3  100×，20CrMoH

图4  100×，20CrMoH

qingxin · 发表于 2010-12-1 22:39:40

该批零件锻造后空冷，硬度最高的达到约40HRC。

WXH6255 · 发表于 2010-12-2 09:58:18

等温680-700℃

tlx322 · 发表于 2010-12-2 20:56:20

正火温度偏低，等温前的冷却速度太慢，等温温度偏高，或者说你等温前冷却时间稍微久了点。

qingxin · 发表于 2010-12-2 21:39:01

本帖最后由 qingxin 于 2010-12-2 21:40 编辑

又做了一次工艺试验，情况如下：
设备：网带式等温正火生产线
正火：910-910-870℃；118分钟；
提升机构的时间：1分30秒；同时在提升机构处采用了一些保温措施
等温：680-680-680℃；60分钟；
还是出现异常情况，而且效果比采用910-910-860℃的效果更差（如图）。

20CrMoH
100×
同批件等温炉同一网带位置：零件1 表面硬度：170HBS

20CrMoH
100×
同批件等温炉同一网带位置：零件2 表面硬度：187HBS

备注：网带等温炉前端有1~2米无加热装置，零件刚进入等温炉时温度在680~620℃之间，但进入有加热装置处时，零件温度较低（肉眼观测颜色已经
变黑），但正常材料的零件在这种情况下组织和硬度均合格。

qingxin · 发表于 2010-12-2 21:47:47

10楼的工艺试验为在第一次处理零件基础上的第二次等温正火。
6楼的工艺试验为同批材料零件的第一次等温正火。

风吹草动 · 发表于 2010-12-3 06:48:28

从图片上看，10楼的工艺结果带状组织比较严重，正火效果更差，原因我觉得是奥氏体化温度偏低，等温前冷却速度太慢。

thswan · 发表于 2010-12-14 21:34:39

敢问楼主是哪个单位的，我们也使用石钢的钢材，也出现一些问题，能单独交流吗，能告诉我你的电话或邮箱吗

霜月 · 发表于 2010-12-14 21:58:16

楼主这批材料淬透性较高是导致出现异常组织的主要原因，不知楼主加热奥氏体化后进入等温炉前有无风冷、如果有风冷，时间多长？

qingxin · 发表于 2010-12-15 11:17:43

回复 14# 霜月
进入等温炉前没有开风机、冷却时间大概在1~2分钟。

霜月 · 发表于 2010-12-17 10:27:33

建议从加热炉出来后，不冷却直接进等温炉等温。

qingxin · 发表于 2010-12-17 14:17:21

回复 16# 霜月

我公司使用的是网带式等温正火生产线，无法实现此方案。
该批零件因为客户对零件进度催得紧，故将验收条件放宽到硬度在160~190HB的就同意接受，对贝氏体组织暂不要求；
同时我们发现设备在正火加热炉三区落料口温度比仪表温度低约60℃，而且等温炉一区前端有1~1.5米的温度只能达到550~580℃；这可能也是造成零件出现贝氏体的主要原因。目前已联系厂家对设备正在进行改造。

Ronaldo · 发表于 2010-12-18 21:56:00

我以为，产生贝氏体可能主要还是20CrMoH淬透性过好导致冷却速度快的原因..还有就是你3区的温度低了导致保温时间不够...

wangqinghua196 · 发表于 2010-12-18 22:06:00

回复 6# qingxin

让炉子制造厂替你调试为好！

thswan · 发表于 2010-12-25 22:24:04

我们用石钢的钢材J10=24-31HRC，出现混晶，后来又出现硬度上不去，和你的材料一样，我们用的是等温正火，出现混晶原因我们找到了，是加热炉炉膛温度过高，热电偶指示温度低于炉膛温度约30度所致，至于硬度上不来，我怀疑主要是淬透性太低。而你的钢材淬透性太高，是否可以延长时间。

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