屈服强度不足的原因分析

黑马王子

西渡高速钢 发表于 2012-12-10 11:13
锻造后，工件需要重新正火吗？
    从你上传的照片，并未反映出原材料是否存在缺陷，从现有照片看， ...

1、锻造余热淬火不现实了，因为不符合材料的工艺规范；
2、如大家所看到的这样，锻造后的组织非常不均匀、且晶粒粗大，所以正火是必须的。
3、现在我们的问题是锻造后正火+调质，得到的抗拉强度、冲击、延伸、断面收缩均合格，但屈服强度不合格，所以比较困扰。因为如果单是强度不合格，我们知道要提高淬火效果或调整回火温度，但现在抗拉强度足够而屈服不足，所以很郁闷，对这点你分析有什么原因呢？

黑马王子

yxl冷锋 发表于 2012-12-10 11:44
建议：提高正火温度，空冷时适当降低一下冷速，冬天空冷和夏天空冷效果差别是很大的；淬火时冷速加大，

目前我们正火后采用的是正火罐冷却，里面有风机均匀的吹冷，冷却速度在正火冷却来讲是稍微快了一些。请我正火空冷时慢一些比快些的好处在哪里呢？

lilang0512

我们经常做25CrMnMo的热处理，强度比你这高多了。不过我们是做无缝钢管的。也许是你淬火的冷却有关，或回火温度

yangxinshan

1、适当降低一下回火温度，抗拉强度提高到700~750，另零件冷却是否均匀？冷却能力是否够？
2、看试样取样部位是否合理？是否接近临界淬透尺寸？与零件形状和化学成分以及冷却能力直接相关
3、分析材料化学成分，对淬火淬透性有影响的
4、锻后组织虽有些不均匀，局部有混晶但影响不是很大

gaoxiwen

这是一个典型的石油设备的零件
只要冶炼与锻压没有问题的话
热处理稍控制得当，肯定没有问题的

黑马王子

gaoxiwen 发表于 2012-12-11 08:27
这是一个典型的石油设备的零件
只要冶炼与锻压没有问题的话
热处理稍控制得当，肯定没有问题的

钢材的冶炼问题不大，个人担心的就是锻造质量和锻后冷却不当，导致组织混乱、晶粒粗大。请问你从我上面发的锻造后的金相来看，这种晶粒和组织是否是“没问题”呢？有的话问题关键在哪？谢谢。

黑马王子

西渡高速钢 发表于 2012-12-11 07:38
如果，你愿意，请上传：
    阀体调质前的余量图、材料规范。同时，请告知取样部位及方式，以及调质 ...

因为成品零配件是给我们客户提供的，可能不是太方便发上来，因为有材料规范，能确定的是调质工艺（按规范来）和工况（一炉就做了3个工件）没问题。

我想请问的除了上面说的为什么仅仅是屈服强度不足外，还有个问题就是从锻造后的晶粒度和组织图片来看，我们这个锻后组织是否正常？

qibao9891

主要问题恐怕还是出在调质。锻后正火也有问题，但不是关键。
做一下调质后的金相发上来，问题应该就会明了。

仅就锻后正火而言，应当改成等温正火。

空余恨

原材料、锻造后、调质后都应看一下横向与纵向的金相组织区别。

qibao9891

楼主既然提供不了调质后的金相，那只有瞎猜了。不一定对，仅供参考。

强度高而屈服低，也就是屈强比低，一般情况下是组织中存在一“强度弱相”。在这里一般是铁素体相。也就是说调质后可能存在未溶铁素体或先共析铁素体。如果判断正确，说明调质工艺在目前的条件下，还是需要调整的。比如加热时间、加热温度、预冷时间、淬火温度等等。
锻后正火存在的问题是高温区冷速偏低。铁素体沿晶界析出成网状。这样晶界的含碳量就会偏低，其临界温度会产生变化。正常的调质加热温度就会显得偏低，时间偏短。而且考虑到组织会有一定的遗传性，调质时正常的预冷有可能会造成先共析相的析出。

基于猜测的愚见。

happyzmn

锻造后的正火工序应该是不可少的，冷却应该快一些。请问LZ淬火是用什方式冷却的呢？不同的冷却方式，虽然可以通过调整回火温度最终达到相同的硬度，但对屈服强度的影响是蛮大的。快速冷却，细化晶粒可以有效提高屈服。

西渡高速钢

黑马王子 发表于 2012-12-10 13:26
1、锻造余热淬火不现实了，因为不符合材料的工艺规范；
2、如大家所看到的这样，锻造后的组织非常不均匀 ...

    如果，你愿意，请上传：
    阀体调质前的余量图、材料规范。同时，请告知取样部位及方式，以及调质后的金相（尤其那些不合格的，金相试样就选在拉伸试样断口的纵剖面，低倍和高倍）
    然后，帮你参谋，如何？

黑马王子

西渡高速钢 发表于 2012-12-8 09:47
一点建议：
1、先对拉伸试验认真回顾，看试样取样部位是否合理？试样加工是否规范？拉伸试验数据是否可靠？ ...

感谢您的建议~！对于第1点我可以很肯定的说没有问题，因为我们都是花费找第三方权威地方做的检验，很专业。
第2点我也是我比较怀疑的地方，但是老板不相信，我觉得很无奈，为此，我做了原材料、锻造后（空冷）未正火的2个试样的金相分析，发上来请大家帮忙看下。

西渡高速钢

黑马王子 发表于 2012-12-10 09:11
感谢您的建议~！对于第1点我可以很肯定的说没有问题，因为我们都是花费找第三方权威地方做的检验，很专业 ...

    锻造后，工件需要重新正火吗？
    从你上传的照片，并未反映出原材料是否存在缺陷，从现有照片看，原材料组织并无异常。从锻造空冷的组织看，空冷速度达不到淬火效果，虽然大部分组织为板条状马氏体组织了，但沿晶呈网分布析出的铁素体和部分后冷却转变的屈氏体，如果后续只进行高温回火的话，并不能消除铁素体和屈氏体组织，仅板状状马氏体得到回火而已。如此，材料强度因铁素体呈网状分布，必然导致材料强度降低。
    有点不明白，LZ为何提到“正火”二字？难道锻造后要进行正火处理吗？若确实是正火，我看不需要，完全可以利用锻造余热淬火+高温回火工艺，硬度要求不变的话。

yxl冷锋

建议：提高正火温度，空冷时适当降低一下冷速，冬天空冷和夏天空冷效果差别是很大的；淬火时冷速加大，

西渡高速钢

一点建议：
1、先对拉伸试验认真回顾，看试样取样部位是否合理？试样加工是否规范？拉伸试验数据是否可靠？试样断口重点观察，有无异常？——先从自己这边认真找原因，之后，在找别人的原因，如此，别人容易接受你；
2、4130材料百度一下后，知道相当于国产钢30CrMnMo，按你测的数据，拉伸强度虽然按你说的要求是合格的，但其实强度值还是偏低的。故原材料缺陷（夹杂物、缩孔、疏松等）、锻造缺陷（折叠、锻造流线紊乱等）以及热处理后组织缺陷（带状组织严重程度、晶粒粗大以及组成相等）均要仔细的查一查。测试结果只是上述各方面的综合结果，任何一项指标都多少影响拉伸数据。

qingchuan65

建议将调质参数修正一下，适当降低一下回火温度，屈服强度会改善。

黑马王子

     有一种4130阀体，热处理后有硬度（心部和表面）207-237HB、抗拉大于655Mpa，屈服大于517Mpa，延伸、断面收缩、冲击功（-18度）等各种要求。

     现在我们调质后的情况是：硬度208-225、抗拉670-720、延伸、冲击功等都合格，但屈服强度三个位置仅有一个合格，554，另两个507和492，不合格。

     原因分析：我个人判断很有可能是阀体锻造后晶粒粗大或带状组织较多等材料缺陷引起的，但暂时没法验证，因为没有调质前的样品，锻造车间的人又不认为他们有问题，唉~~大家有何高见呢？请分享下哦~！

黑马王子

补充：刚看了调质后的金相组织，不大均匀，且有明显的成分偏析现象。
由于调质前采用的是正火处理，我在考虑如果换成完全退火是否能够更好的改善成分不均匀的情况呢？

yxl冷锋

正火冷速大了各个晶粒之间变形的不均匀性就增大，产生应力集中的倾向也就变大，正火本身就是一个稳定组织释放应力，细化晶粒的过程，所以我觉得没必要风机冷却。可以提高正火温度+降低冷速