奇怪的渗碳层，晶界上黑色网状组织是Fe3C吗？

oliver

材质1018，Φ12.5 mm，920°C渗碳150分钟，CP1.2- 1.3 （气氛通氮0.5%），预冷到860°C，直接淬火+180°C回火100分钟。
实测：渗层深度0.35 mm（以HRC 50为界），表面硬度HRC 62- 63，芯部硬度 HRC 39- 41.

以下三张照片都是500x。前2张表层组织，第3张芯部组织。

请教：
1. 第1张：黑色组织是回火马氏体吗？
2. 第2张：晶界网状物是Fe3C吗？
3. 第3张：芯部组织。1018材质（实测成分：C 已是上限0.20%；Mn已是上限0.9%），Φ12.5 mm的零件在淬火油中居然几乎淬透（硬度HRC39- 41）。有些疑惑。

FXX0920

1. 第1张：黑色组织是回火马氏体吗？
              这是托氏体
2. 第2张：晶界网状物是Fe3C吗？
              这是碳化物
这是工艺问题：920°C渗碳150分钟，CP1.2- 1.3
1.实测：渗层深度0.35 mm（以HRC 50为界），个人认为不太可能？是否碳势升得太慢？
2.是否有什么特殊要求，CP1.2- 1.3 且无扩散，自然就产生以上组织。

leeyoung007

第三张图有贝氏体～~~~~~~。

oliver

FXX0920 发表于 2015-3-31 08:47
1. 第1张：黑色组织是回火马氏体吗？
              这是托氏体
2. 第2张：晶界网状物是Fe3C吗？

谢谢您的见解！

是不是可以这样看？：
1. 从金相看，该产品实际渗层较浅且无明显扩散层，与热处理厂声称的渗碳工艺不符（920°C 150分钟，CP1.2- 1.3）。
2. 预冷温度过低，因此表层附近析出屈氏体，晶界析出碳化物。

顺便说明一下，图纸要求是碳氮共渗，所以热处理厂通入了0.5%氮（氮势0.5）。

LSL555

渗碳前是否有过热组织，或者说过坯料因过热引起的晶粒粗大或氧化。

我爱大自然

第一张黑色的是托氏体，白色和黄色的是马氏体。
第二张晶界黑色的也是托氏体。
由于是碳氮共渗，很容易出现黑色组织托氏体。

920度150分渗层0.35mm感觉偏浅，可能实际温度或时间有水分。。。

fengyonghe

图1图2黑色网状屈氏体，晶内黑色屈氏体，其余浅色贝氏体，图3贝氏体

luminjun5917

fengyonghe 发表于 2015-3-31 22:41
图1图2黑色网状屈氏体，晶内黑色屈氏体，其余浅色贝氏体，图3贝氏体

第三张，不仅仅有粒贝，还有少量的铁素体。

FXX0920

oliver 发表于 2015-3-31 11:13
谢谢您的见解！

是不是可以这样看？：

是不是可以这样看？：
1. 从金相看，该产品实际渗层较浅且无明显扩散层，与热处理厂声称的渗碳工艺不符（920°C 150分钟，CP1.2- 1.3）。
   
   从你提供的图片我无法做出以上判定，但表面C含量高是肯定的，渗层应该不会太浅，因为表面62—63HRC
   
2. 预冷温度过低，因此表层附近析出屈氏体，晶界析出碳化物。
   
   因晶界析出碳化物，说明表面C含量高，推测无扩散

顺便说明一下，图纸要求是碳氮共渗，所以热处理厂通入了0.5%氮（氮势0.5）。

oliver

楼上各位，谢谢哦！                  

fengyonghe

luminjun5917 发表于 2015-4-1 08:11
第三张，不仅仅有粒贝，还有少量的铁素体。

对贝氏体的认识有共同语言的太少了                                                

chaijunhun-01

渗碳后淬火有过热，淬火后是否有冷却，淬火冷却液温度过高，冷却速率不足导致冷却曲线达不到急冷的要求，产生屈氏体组织。
由于没有具体见到到你的工艺过程，根据经验应该是淬火造成的，您的渗碳和回火都没有大的问题。

shaogang78

FXX0920 发表于 2015-3-31 08:47
1. 第1张：黑色组织是回火马氏体吗？
              这是托氏体
2. 第2张：晶界网状物是Fe3C吗？

好牛，说的不多，句句在点子上，都是干货，看来是基层做上来的，有机会交流，当然主要是跟你学习

狼烟四起

oliver 发表于 2015-3-31 11:13
谢谢您的见解！

是不是可以这样看？：

建议把硬度梯度曲线也共享一下，包括心部硬度，另外到底是渗碳还是碳氮共渗，我怎么感觉就是渗碳呢（920℃的碳氮共渗？不会吧？？感觉有点乱，热处理厂在忽悠吧，路边摊外协厂？），总体感觉是冷却过程出了问题，过程失控。

oliver

狼烟四起 发表于 2015-4-6 13:04
建议把硬度梯度曲线也共享一下，包括心部硬度，另外到底是渗碳还是碳氮共渗，我怎么感觉就是渗碳呢（920 ...

硬度梯度没有记录。因为图纸规定HRC50为渗碳层界限，只是分别在0.008“，0.012”，0.013“和0.014"处测HV0.3，结果0.013”-0.014“处硬度相当于HRC50。
按说920°C处理，碳氮共渗层的N含量基本可以忽略了，虽然通入了N，实际效果应该按渗碳对待。那些黑色组织（屈氏体）的形成与冷速有关，通常也与气氛中通入的N溶度有关。不清楚，在920°C温度下是否还与气氛中的N溶度有关？

oliver

      这个帖子顶楼第3张照片使我感到困惑，也是要请教的重点。
      顶楼第3张照片：材质1018，Φ12.5 mm，芯部组织显示已几乎淬透。实测化学成分：C 0.20%；Mn 0.9%；Cr 0.16%; Ni 0.10%。作为杂质仍然在标准范围内。   
      下图照片（500x）：是之前用的1018材质，1/4英寸截面工件芯部没有淬透，应是正常现象。检查成分，C，Mn含量波动不大，但Cr 0.03%; Ni 0.009%。
      难道Cr 0.16%，Ni 0.10%的含量这么低，却能够如此大幅提高淬透性么？

CrNiMO

oliver 发表于 2015-4-27 15:23
这个帖子顶楼第3张照片使我感到困惑，也是要请教的重点。
      顶楼第3张照片：材质1018，Φ12.5 m ...

1.取样位置是否靠近尾端
2.材料成分中是否含B
12.5mm直径(1018)的产品淬油（超快速的冷却油）理论上讲也很难达到39HRC

wudejian

请问这个表面的黑色组织已经解决了吗？？都说是冷却有关，，可是如果这样的组织表面还是有780HV0.3这么高的硬度，作何解释呢？

cnszgong

oliver 发表于 2015-4-7 11:23
硬度梯度没有记录。因为图纸规定HRC50为渗碳层界限，只是分别在0.008“，0.012”，0.013“和0.014"处测HV ...

920度气体渗碳是吧？在那种环境下通入任何比例的氮气也打不到碳氮共渗的目的。
原因是：在那种环境下任何比例的氮也是以分子形式存在的（不是原子或者离子状态），氮分子个头很大的，起不到碳（原子态）氮（分子态）共渗作用。

chaijiadashao

表层黑色屈氏体的存在不一定是冷速速度慢的原因导致，不过提高冷速却可以减少黑色屈氏体的存在。