能不能通过金相来判断17CrNiMo6材料渗碳后的碳化物是碳势太高还是缓冷不当造成的？

cnszgong

17CrNiMo6材料920℃ 强渗碳势1.10%、 扩散0.85%渗碳后降温到840℃均温2小时 然后吊出空冷 至600℃左右 再装入炉内840℃到碳势保温2小时 碳势0.85% 出炉油冷。金相检验 K4～K5 A5 光谱分析表面含碳量1.13 。
问 1、能不能通过金相来区分 碳化物是缓冷造成的还是 实际碳势偏高造成的；
   2、如果要通过金相来判断含碳量该怎么来做。

孤鸿踏雪

    你的强扩比是多少，看你的渗碳工艺，对这个材料而言，显然选择的碳势偏高，如果强扩比选择不当，碳化物不合格应归因于渗碳工艺不良。

aaron01

无需去考虑何时产生的碳化物，问题出在最终表面碳浓度太高，对于这个材料而言，你把工艺目的定到最终表面碳浓度0.7-0.75%左右就可以，既不会有碳化物，残奥也能控制住，现在光谱测下来都1.13%了！这个材料在840C，如果表面碳浓度达到1.13%的话，本身就析出碳化物！

cnszgong

aaron01 发表于 2012-3-28 15:21
无需去考虑何时产生的碳化物，问题出在最终表面碳浓度太高，对于这个材料而言，你把工艺目的定到最终表面碳 ...

感谢回复
问题确实是出在最终表面碳浓度太高。
把扩散碳势设在0.9%是因为客户需要看到有碳化物。而且客户希望表面碳浓度控制在0.75%～1.05%之间（而且要用金相法检验表面碳浓度）。
而且这产品对变形量控制比较严、所以采取了类似箱式炉上采用的中冷工艺（渗碳后降温均温。然后直接吊出空冷至 600度左右再装入炉内、加热 保温  淬火）
这种材料按照我们常规做（渗碳后直接淬火）的话，金相检验的结果确实是看不到碳化物。碳化物级别是 K0（常规产品、齿尖角部位也看不到碳化物）。
在正式试制产品前、特别用同材质的试样进行了一次工艺试验。也是采用了相同的工艺进行的。最终表面碳浓度是0.85%（光谱仪检测）、金相检验是未见到碳化物。
个人感觉 这次碳化物级别那么高 是不是由于试样体积本身比产品小、因此在 渗碳结束后拿出空冷速度比较快（大约2分钟就冷到600度左右了），而产品体积比较大在渗碳结束后吊出空冷速度比较慢（从840度空冷至600度左右用了差不多30分钟）、因此碳化物析出了。
这次怀疑碳化物级别高的理由是:
                          1.碳化物大概在次表层、厚度大概是0.2mm左右；
                          2.整个渗碳过程中全程定碳、不存在碳势失控的问题（扩散碳势大概在0.85%左右）；
                          3.空冷后再次加热总保温时间 是4小时、温度 840度、碳势0.9%偏下。不应该有5级碳化物出现呀！

cnszgong

下次用同样的工艺再做这个产品时、我打算把一块同材质的试样直接挂在料架的最外面。让其空冷时速度快点。看看和放在料架中部的同材质试样是否有区别

aaron01

cnszgong 发表于 2012-3-28 20:16
感谢回复
问题确实是出在最终表面碳浓度太高。
把扩散碳势设在0.9%是因为客户需要看到有碳化 ...

问个问题，你认为在中冷前零件表面碳浓度是多少？
如果是在0.8%的话，即使在缓冷时析出碳化物，重新加热后碳化物也会溶入奥氏体中去，二次加热奥氏体化的时间是足够长的了。
如果是1.2%的话，你840C奥氏体化当然不能全部溶解碳化物。

cnszgong

aaron01 发表于 2012-3-28 20:30
问个问题，你认为在中冷前零件表面碳浓度是多少？
如果是在0.8%的话，即使在缓冷时析出碳化物，重新加热 ...

在中冷前零件表面碳浓度大概在0.9%偏下 （通过钢箔定碳 炉气碳势在0.9左右 合金系数是按照1.1算的）

aaron01

另外，金相法判断碳浓度只能大概地根据残奥比例，以及针状马氏体量做判断，无法定量，适合于做对比分析。
我经常根据表面组织的残奥量和马氏体形态来判断是否表面碳浓度不足，或太高，但如果问我表面碳浓度具体是多少，只能大致给个范围，我想你客户说的可能也是这种分析方法。

cnszgong

aaron01 发表于 2012-3-28 20:38
另外，金相法判断碳浓度只能大概地根据残奥比例，以及针状马氏体量做判断，无法定量，适合于做对比分析。
...

估计应该是这种方法。客户方本身的热处理设备不是很先进。但检测实验室确实比我们强。
上传一张空冷时候的照片

aaron01

cnszgong 发表于 2012-3-28 20:35
在中冷前零件表面碳浓度大概在0.9%偏下 （通过钢箔定碳 炉气碳势在0.9左右 合金系数是按照1.1算 ...

既然中冷前碳浓度你认为在0.9%，怎么解释最终表面碳浓度在1.13%？
多出来的碳哪里来的呢？

cnszgong

不清楚
会不会是 在第二次加热的时候 碳势超高？ 但840度 碳势 0.9% 总计加热保温时间4小时 会出现这样的结果吗？
况且在做完这一炉产品后、未对设备进行任何设置上的改变。马上接着又装了另一炉其他产品。其金相检验的结果也是未见的碳化物。因此排除了设备失控的可能性。

cnszgong

tom 发表于 2012-11-28 09:37
1、能不能通过金相来区分 碳化物是缓冷造成的还是 实际碳势偏高造成的；
2、如果要通过金相来判断含碳量该 ...

呵呵其实其中原因我们已经找到了。
您可以参考这个帖子http://www.rclbbs.com/forum.php? ... p;extra=&page=1

cnszgong

aaron01 发表于 2012-3-28 20:42
既然中冷前碳浓度你认为在0.9%，怎么解释最终表面碳浓度在1.13%？
多出来的碳哪里来的呢？

感谢回复：其实其中原因我们已经找到并解决了
http://www.rclbbs.com/forum.php? ... amp;page=2

tom

1、能不能通过金相来区分 碳化物是缓冷造成的还是 实际碳势偏高造成的；
2、如果要通过金相来判断含碳量该怎么来做。
如能做到以上两点，那水平可不是一般的高
个人愚见：这工艺有几点可以探讨：1 扩散碳势定的那么高不叫扩散了2直接在渗碳炉缓冷合不合适3 840℃空冷至600℃不怕减碳吗 4高温回火可以省略吗
楼主这工艺还不如就在840℃直接把淬火干了。

cnszgong

kenisange 发表于 2012-11-27 21:08
这种材料合金系数本来就高，所以扩散阶段应该把碳势调整在0.75.

个人愚见：17CrNiMo6这种高合金渗碳钢的原材料本身都或多或少存在点成分偏析（尤其是国产的），随炉冷却和缓冷几乎没什么区别。在缓冷条件下，会先在碳及合金元素贫化带析出先共析铁素体，即将多余的碳排入两侧的富化带（不均匀相变），因此出现碳化物的几率会更高，严重时还会产生缓冷裂纹。

kenisange

这种材料合金系数本来就高，所以扩散阶段应该把碳势调整在0.75.