40CrNiMo棒料心部裂纹

子玄 · 发表于 2013-5-24 22:09:49

本帖最后由子玄于 2013-5-24 22:14 编辑

热扎退火态40CrNiMo棒料 870℃淬火加热，油冷，500℃回火，HRC38左右；返机械加工车削，发现棒料端头心部有一条细裂纹，初始判断为淬火裂纹，后觉可疑，在离端头30mm处取样，判断裂纹为原材料裂纹，热处理时得到进一步扩展，做金相分析；后又取原材料分析，发现偏析。现请教大家来讨论分析，找出原因，个人觉得是比较奇怪，特别是原材料心部。

判断与分析：1，原材料连铸时合金元素大量偏析，特别是心部，扩散退火温度与保温时间不够。2，热扎时加热温度较高，组织粗大，热扎后冷却较慢，材料心部碳化物沿晶界析出，同时表层偏析在热扎力作用下形成带状组织。3，热扎后的退火选用的加热炉子，炉温均匀性不够，加热速度较快，保温时间不够长，中心未热透，造成较大热应力，应力沿网状碳化物晶界开裂，形成心部裂纹。4，热处理时，裂纹得到进一步扩展。
原材料表层退火硬度HRC10-17之间，中心30-39HRC，
疑问：1，心部白色是什么组织？金相时看不出形态，难道是铸态F，但打150KG洛氏硬度HRC39，F可能因为合金碳化物多的原因达到HRC39左右吗？
2，裂纹开裂具体是哪个环节？请大家发表自己的看法。

子玄 · 发表于 2013-5-24 22:11:56

本帖最后由子玄于 2013-5-24 22:22 编辑

怎么图片排序不是按先上传的在前，全反过来，还是一一整理过来吧！请大家踊跃发表自己的看法，和对我的分析进行评论。本人从事热处理工艺，作为工艺应该对金相熟悉，但因为自学时间不是很长，同时因为单位金相设备不够好，金相照片不是很清楚，大家受累了。

qlf_126 · 发表于 2013-5-25 08:23:51

赞同LZ关于裂纹成因的分析，最好能有张裂纹100倍市场照片，反映出裂纹开始端脱碳，尾端无脱碳那会更能增加说服力。心部偏析的分析需要进一步加强，至于如何改进及避免，个人感觉一是加热温度偏高了，可调整至850度左右，另LZ最好说下详细冷却介质，以便大家交流！

MYG · 发表于 2013-5-25 09:08:24

我认为：心部存在严重的偏析是引起内裂的原因。

197389411 · 发表于 2013-5-25 09:28:31

心部白色组织看上去只能是F,但试样的浸蚀程度不同显现出来的组织也不同，只有合理的浸蚀各种组织才会正确的显现出来，错误的制样可能导致对组成物判断错误。网状碳化物也能形成裂纹。

子玄 · 发表于 2013-5-25 13:25:02

qlf_126 发表于 2013-5-25 08:23
赞同LZ关于裂纹成因的分析，最好能有张裂纹100倍市场照片，反映出裂纹开始端脱碳，尾端无脱碳那会 ...

一开始我也是觉得高,但查资料870不算高了，因为抗拉性能,希望多固溶些化合物,淬火油没记错是好富顿的.机械搅拌,油温设定50.如果是淬透性裂纹应该是从外面往里,去年这零件出现过,是因为合金元素都偏高的原因.

子玄 · 发表于 2013-5-25 13:29:59

197389411 发表于 2013-5-25 09:28
心部白色组织看上去只能是F,但试样的浸蚀程度不同显现出来的组织也不同，只有合理的浸蚀各种组织才会正确的 ...

腐蚀是4%的硝酸酒精,大概腐蚀了15秒,腐蚀的时候,退火组织很明显就变成灰色,但心部偏析处还是白色和灰色交替,白色占大部分,腐蚀后过不了多久,感觉上面有点黄黄的象氧化生锈.

子玄 · 发表于 2013-5-25 13:35:52

网状碳化物,大家觉得是在哪个环节出现呢?

qlf_126 · 发表于 2013-5-25 15:56:15

子玄发表于 2013-5-25 13:25
一开始我也是觉得高,但查资料870不算高了，因为抗拉性能,希望多固溶些化合物,淬火油没记错是好富顿的 ...

合金元素心部偏析的话，容易造成硬度偏高，出现裂纹。个人认为应该降低下温度，俺查加热温度上限为860度！

197389411 · 发表于 2013-5-26 09:13:14

子玄发表于 2013-5-25 13:29
腐蚀是4%的硝酸酒精,大概腐蚀了15秒,腐蚀的时候,退火组织很明显就变成灰色,但心部偏析处还是白色和灰色交 ...

试样腐蚀的时候要依次从浅腐蚀到深腐蚀，然后从浅到深依次观察，这样可以不同程度的进行对比。

197389411 · 发表于 2013-5-26 09:22:09

子玄发表于 2013-5-25 13:35
网状碳化物,大家觉得是在哪个环节出现呢?

网状碳化物肯定在缓慢降温过程中的过饱和碳从晶界析出形成网状。

197389411 · 发表于 2013-5-26 12:28:14

子玄发表于 2013-5-25 13:35
网状碳化物,大家觉得是在哪个环节出现呢?

从高温慢冷下来之际，在A形成P之前Fe3CⅡ沿晶界析出以网状的形式分布。

子玄 · 发表于 2013-5-26 21:54:28

哪大家对裂纹出现哪一环节有判断吗?

西渡高速钢 · 发表于 2013-5-28 07:56:14

楼主已经发现明显的偏析，为何不成分鉴定一下（对比心部和边缘）？

子玄 · 发表于 2013-5-28 12:26:17

西渡高速钢发表于 2013-5-28 07:56
楼主已经发现明显的偏析，为何不成分鉴定一下（对比心部和边缘）？

如果找理化做成分鉴定,要给钱的,虽然活是单位的活,但单位不一定愿意给这钱,只要知道是原材料问题就可以了.我做这些金相完全是个人兴趣,想多学些东西,心里也想做个成分分析,看有机会的时候吧.

小王子 · 发表于 2013-5-28 13:24:00

芯部偏析太严重，而且芯部的硬度分析，39HRC，F的可能性不大；LZ打下光谱看看？

竹林风 · 发表于 2013-5-30 13:37:56

芯部原材料残余缩孔，且偏析比较严重

龙城孤雨 · 发表于 2013-5-31 09:32:40

原来为什么不用超声波探伤检测一下啊？？？

taorbshi · 发表于 2013-5-31 10:25:27

质疑楼主的图片！连铸冷轧，钢厂的材料如图片这么夸大的偏析？！只是问问，钢厂同意这个说法吗？

joe_li · 发表于 2013-5-31 16:11:13

木纹状的断口，纵向看一下金相组织吧。

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