锻造工艺改变是否会引起零件渗碳淬火后晶粒粗大？

霜月

材料为16CrMnBH的齿轮，以前一直采用天然气加热锻造，材料利用率低，现改为感应加热锻造。将同一炉钢材，部分采用天然气加热锻造，部分采用感应加热锻造，然后按相同的设备和工艺进行预先热处理、机加工，相同的热处理设备相同的工艺渗碳淬火、回火，结果天然气加热锻造的零件变形正常，显微组织合格；而感应加热锻造的齿轮变形异常，内孔椭圆最大达0.25mm，且心部晶粒粗大，为1#晶粒。
现请教各位：锻造工艺改变会引起零件渗碳淬火后心部晶粒异常长大吗？机理是什么？

origin7

我觉得并非工艺改变而引起上述变化，而加热的均匀性是不是有问题？

霜月

是指锻造加热的均匀性还是渗碳淬火的加热均匀性？
锻造具体工艺不详，因为该齿轮是委托外单位锻造的，渗碳加热的均匀性没有问题。

NEWAGE

两种锻造工艺的齿轮，最终热处理前每道热加工工序都分别进行过材料检验吗？检验内容：锻造(流线)——预处理(带状组织、显微组织及晶粒度)，如果做了这个工作的话，你分析原因就会容易得多。
      同样的设备和工艺，并非就可以处理得到同样的产品。如果要对比两种锻造工艺的零件最终热处理后的质量状况，把这两种零件同炉进行预处理、同炉进行渗碳淬火才更有可比性。
      你所说的锻造工艺差异，仅仅是加热方式不同，我感觉跟你后来所说的结果关系不大。

天天小非

存在一定影响。但是如果正火保证的话影响不大。

我们做过相关实验，锻造后组织粗大，正火不充分，产品渗碳淬火后马氏体粗大现象严重。

hy0808hy

按道理感应加热锻造后的组织应该比天然气加热锻造得到的组织细才对。
估计可能是在感应加热的时候因为是初次生产该产品，加热的时间和功率选择不合理，造成温度太高，晶粒粗大，后面的预先热处理也没能消除

察哈尔汗

同意楼上专家意见。
热处理后组织粗大应是源于锻造过程的控制不好，这个组织粗大应是继承来的。

霜月

没有分析过锻造流线，不过分析了预处理后的显微组织及晶粒度，组织都为铁素体加珠光体，天然气加热的为3级，感应加热的为2级，晶粒度都是6~7级，带状组织也相同。
两种零件同炉进行预处理、同炉进行渗碳淬火的建议我们也正在进行。

霜月

到锻造公司去看了下，两种锻造工艺最大的差别在于加热温度不同，采用天然气加热的锻造温度大约在1140~1170℃，而采用感应加热的锻造温度大约在980~1000℃，锻造比相同。也许是锻造加热温度的不同造成了齿轮渗碳淬火后组织和变形的差异。

热处理技师

你使用多高温度渗碳，成型以后应该正火或者调质稳定组织，你说清楚。

cezjk

关键还是始终锻的温度.

察哈尔汗

始锻温度低了，终锻温度也就低了，锻造质量、组织就难保证了。
还是要厂家从感应器上下手，加大功率，保证温度。

霜月

锻造后加热到940℃奥氏体化，630℃等温正火，最终渗碳温度为870℃降温到810℃淬火，渗碳热处理从入炉到出炉总时间约7个小时。

霜月

试验结果出来了，导致零件渗碳淬火后心部晶粒异常长大的原因就是锻造温度低所致。不过还不清楚其内因是什么？

横笛吹雨

是否临界变形产生的粗晶在正火时未能完全消除的原因？
只是猜测，抛砖引玉。

霜月

渗碳淬火前剖零件检测等温正火后组织、晶粒度，渗碳淬火后再检测同一零件的组织、晶粒度，等温正火后没有粗晶，组织为等轴状的铁素体和珠光体，渗碳淬火后心部为粗大马氏体，晶粒度为1#，渗层组织合格，晶粒度为6~7#。

WXH6255

测一下感应器出来时的工件温度,并做一下钢材的本质晶粒度.

霜月

感应器加热出来的工件温度在980~1000℃之间，红外测温仪检测的。
材料的晶粒度检测结果是6~7级。

qibao9891

由于锻造工艺不当，工件晶粒晶界两侧存在的畸变能差，会导致再次加热时少数晶粒直接异常长大形成粗晶。

如果是这种原因造成的晶粒粗大，它通常表现为各个晶粒之间的相对大小极为悬殊，有的晶粒长得非常粗大。可以通过这点区分锻造温度过高造成的晶粒粗大。

造成这种粗晶的原因很多，主要有3点：一是锻造温度不当，过低；二是锻造温度过高且变形量小或不均匀（即15楼所说临界变形问题）；三是材料偏析等。

结合楼主的描述，考虑可能的原因是第一条：锻造温度不当，过低。
产生这种现象的原因可能是：感应加热工艺不当，没有设置预热和均温感应圈（或预热和均温阶段），加热速度过快，工件表面温度和心部温度有较大温差，导致工件心部始锻（或终锻）温度偏低。

解决方法：1.简单点的，可以改一下感应圈，合理的分配感应圈的表面功率，设置预热段和均温段，减慢加热速度，使内外温差减小。目的是使工件内外温度同时满足始锻和终锻温度。
2.如果有条件，也可以采用这个方法。锻造后，不待温度降低，立即放入与锻造温度相同的炉中，透烧10min。目的是释放畸变能差。

以上主要涉及锻造常识，虽和热处理无关，但对解决此问题有参考价值，版主勿删。------让你们删怕了 。

个人愚见，隔山猜牛，不足为凭，诸位见笑。

看到这个帖子太晚了，一个月了，希望对楼主有所帮助。

[ 本帖最后由 qibao9891 于 2008-9-30 00:57 编辑 ]

霜月

谢谢回复！
比较赞同工件心部始锻温度偏低的说法。