粉末冶金产品碳氮共渗后硬度不均匀

秋天的风

我们公司热处理的粉末冶金产品规格很多,材料的化学成份、密度等差别也很大，有含油的，有不含油，就含碳量来说从0.05~1.00%都有。我想讨论的是为什么这些产品都要经过碳氮共渗才能淬硬20~50HRC，特别是高碳的产品，有时还不均匀，个别部位0~10HRC。资料上说高碳粉末冶金产品，只需0.8的碳势保护加热淬火就行，我们怎么也淬不硬？想不通啊？

fengfeng

题目太大了。
粉末冶金从热处理原理上，同钢材并无二致。只是成型方式差别而以（固相烧结成型）。
粉末冶金含碳量上稍偏离铁碳平衡图。呵呵，粉末冶金1.0碳可能还不如0.7的钢（至于1.0c粉末冶金相当于多少号钢需要查书了，年纪大了，记不清了）。毕竟粉末冶金中还有游离石墨等需消耗碳。不像钢材中碳全部固溶或者以碳化物形式存在。
至于粉末冶金的淬火硬度，这取决于含碳量和合金元素。并不是所有粉末冶金淬火都需要补碳的。即使低碳钢要淬硬，也需要碳氮共渗，或者渗碳。
硬度不均，是粉末冶金的特有现象。所以一般以布洛氏测定为主。引起的原因主要是孔隙和合金成分偏析。孔隙影响是主要的。这从金相上可以鉴别。宏观硬度低的地方，用显微硬度鉴别可能硬度并不低。只是孔隙级别大了，使硬度下来了。也有可能是合金元素偏析，造成大量残奥或者屈氏体。这时候金相检验就发挥作用了。
高档的粉末冶金（如粉末高速钢等），几乎没有孔隙，没有共晶碳化物网，成份均匀，根本不会有硬度不均现象，也根本不需要渗碳了。呵呵。

秋天的风

现在出现的问题是碳氮共渗4小时后产品硬度不均匀,局部一点硬度也没有,把没有硬度的产品又重新碳氮共渗4小时后硬度又有30~40HRC了,返工后,孔隙被躲住了吗?或者说成份偏析消失了吗?

fengfeng

这可能性就多了，如渗层浅，或者冷却不良，或者碳势低。需要解剖不合格产品，找原因。
成分偏析和孔隙经碳氮共渗 是不会改良的。
首先要确认同一个产品上硬度不均的原因。然后确认返工合格原因。不是在这里随便猜测就能说的。

秋天的风

1#为碳氮共渗后40HRC未浸蚀的相片100X

2#为碳氮共渗后15HRC未浸蚀的相片100X

3#为碳氮共渗后40HRC的金相组织400X

4#为碳氮共渗后15HRC的金相组织400X

两个产品的硬度相差大,从组织上看有什么异样?

fengfeng

如果是同种材料，同样工艺淬火，理论上来说，2号孔隙好于1号，应该2号硬度高一点才是 。而现在硬度反过来相差这么大，那就只有碳氮共渗或淬火出了问题。
3号是针状马氏体（HRC40），马氏体针叶并不尖锐，针叶也不短小，残奥没有，碳化物显示也并不明显。显示含碳量并不算高。但硬度到了，没啥好说的。
4号(HRC15) ,白色应该是铁素体，黑色是珠光体。可先从碳氮共渗上先判断是否有缺陷（如果你淬火温度正常的话）。
当然，也不排除白的是碳化物，呵呵，如果是碳化物，那就是淬火问题了（碳足，而出珠光体，需要用显微硬度仔细鉴别其中不同的相，来做推断）。首先怀疑加热冷却了。

最简单的，把15度的先用正常温度保温充足再淬火一次，如硬度还是15，那就是碳氮共渗出问题了。如果硬l了，那就是淬火温度或冷却原因。
只能纸上谈兵了，呵呵......

fengfeng

热处理的东西，需要一步一步查的，木办法......

fengfeng

最大可能淬火出问题了，呵呵
那么多珠光体，不发生马氏体相变，为何？

秋天的风

谢谢你的帮助,我会在淬火上面多试验一下,不过以前用网带炉也淬不硬,那样的冷却条件应该很好了.

LINFH

不知见过,<粉末冶金热处理>这本书没有,可以给你答案.

秋天的风

这本书论坛里好象没有,能否上传?

flyinghigh

请参阅韩凤麟老先生的一篇文章。

http://www.china-metallography.c ... er/81/powder004.htm

                                                                        

[ 本帖最后由 flyinghigh 于 2009-2-24 10:40 编辑 ]

ygbs

我是作粉末冶金的，也经常遇到类似的问题。发现的问题是烧结后脱碳产生大量的铁素体，现在我们解决的办法是每批进行金相检查，发现出现大量铁素体，则在热处理时采用高温加长渗碳时间。