40Gr调质回火脆性的问题讨论

精进

按相关理论，40Gr易产生回火脆性，回火后缓冷易出现，快冷则不出现。
因某厂想新上项目，托我考察过几家热处理，对40Gr材料做的空心轴调质产品（类似品种较多，比如形状如下图，调质硬度要求HRC33-41），回火温度均在第二类回火脆性450~650℃范围内，回火后有淬入单独水池的，有利用多用炉清洗机水池冷却的，也有不淬水不淬油，而是直接出炉空冷的。目前这后二种操作据说也没出现过质量问题。想与大家讨论一下：



1，第1种淬水为标准快冷，重点是讨论第2种和第3种冷却方式。40Gr调质回火后采多用炉清洗机水池冷却，其目的应该是节省单设一个水池，但清洗机里往往较脏，还加有清洗剂等，这种折中的冷却效果大家觉得怎么样？有没有风险？

2，按上图列举的配套产品为例，调质工序是安排在如图所示机加工基本都做好的情况下才调质（热后就磨外园磨勾槽就是成品），由于产品上有勾槽等，回火后采用多用炉清洗机水池水冷方式，有没有可能出现裂纹风险？出现较明显变形风险？

3，现在配套产品都是选用正规厂家钢材，40Gr材料上的杂质，元素的偏聚等风险是不是都很小了？即使40Gr调质回火后没采用快冷，是不是风险都很小？

4，40Gr调质回火没采用快冷，只是常规空冷，采用这种工艺的同行多不多？大家发现什么质量问题没有？

5，有的资料还说：对于具有二类回火脆性的钢种，回火后则必须采用油冷或水冷，然后再在410-440℃保温一段时间后空冷，进行补充回火，以消除残余应力。
这种油冷或水冷后再进行补充回火消除残余应力操作，会增加成本，大家实际中有没有真的需要补充回火的案例产品？

精进

自己顶一下，1，第1个问题，40Gr调质回火后采多用炉清洗机水池冷却，但清洗机里往往较脏，还加有清洗剂等，这种折中的冷却效果大家觉得怎么样？有没有风险？

hy0808hy

我这40Cr调质后直接空冷，没出过问题，产品都比较小。你这个可以用网带炉做，比多用炉好。

lydia

我们这做的是大工件，回火后油冷，不再回炉消除应力

金丝猫咪咪

40Cr调质回火空冷就行了

精进

嗯，上面已有2位同行40Cr调质回火是空冷，1位同行回火后油冷，不再回炉消除应力。请大家继续发表看法。

dzkyx1314

1.网带炉调质，后面都是跟着一个冷却槽，回火出来直接水冷。（水冷在一定程度上会有热应力，一般情况下不需要考虑，但是在后序对应力很敏感的时候，就容易发生变形什么的）
2.多用炉调质都是回火后出来空冷，夏天会吹一个风扇。
再说一下这个回火脆性，现在的材料纯净度越来越好了，对于普通产品脆性好像已经没有以前那么敏感了。如果想验证一下，可以搞几个冲击试块模拟一下。

xhszck

空心轴之前工艺一般是粗车后调质再精车、滚花键齿。滚齿后调质会有变形。

bukunde

回火后直接空冷就好，实际操作起来，40Cr没有那么敏感

精进

dzkyx1314 发表于 2023-10-9 07:57
1.网带炉调质，后面都是跟着一个冷却槽，回火出来直接水冷。（水冷在一定程度上会有热应力，一般情况下不需 ...

嗯，你这解释很好的印证几个厂家无论空冷还是水冷的都说质量无异常的说法。

精进

xhszck 发表于 2023-10-9 08:54
空心轴之前工艺一般是粗车后调质再精车、滚花键齿。滚齿后调质会有变形。

车后调质再精车、滚花键齿是标准的做法，我估计那个厂机加工改变的原因可能与调质硬度有关，硬度高了低了对滚花键齿的刀具有影响，于是其直接改在滚齿后调质，但变形肯定会增大。

精进

bukunde 发表于 2023-10-9 08:56
回火后直接空冷就好，实际操作起来，40Cr没有那么敏感

嗯，我也发现较多厂是直接空冷。

郎系天涯

我们现场是调质回火后快冷，冷到100℃左右在出炉空冷到室温

精进

郎系天涯 发表于 2023-10-9 16:43
我们现场是调质回火后快冷，冷到100℃左右在出炉空冷到室温

嗯，你说的回火后快冷是淬水淬油？还是风冷？

落崖疾风

目前对于最大截面尺寸小于80的40Cr产品调质，我做了10年，都是采用空冷，配个风扇吹，没有发现过有回火脆性的情况。机械性能方面，抗拉屈服和收缩延伸的数据没有出现过异常。所以针对楼主的问题，我觉得可以不用刻意去针对回火脆性

jhgear

我们是小件，回火后空冷

lydia

根据以上同行的经验来总结一下，40Cr的回火脆性产生可能会跟零件尺寸有关系，但是关于这个还没有做过研究。但根据零件大小不同，同样是空冷，在工件上产生的冷却速度应该是不同的，所以根据同行的经验，小件是可以空冷的。中等尺寸的零件可以采用风冷或雾冷，大件不妨采用油冷或水冷。

郎系天涯

精进 发表于 2023-10-9 19:51
嗯，你说的回火后快冷是淬水淬油？还是风冷？

以前一般为油冷，但检验人员打磨时工件表层附着油物太黏，后续我们统一成PAG冷。

hnhxslr

要是对冲击韧性没有特别要求的，一般空冷不会有问题的

applecom7758521

除非某些特殊环境，对冲击韧性有特殊的要求，一般问题的不大的， 很多书籍上人云亦云，只强调危害，并没有指定前提条件，把我们吓坏了，其实40Cr的冲击韧性会降低多少？对使用有多少影响，并没有给出详细的验证，这还包括晶粒度，都说晶粒度粗大了不好，多少算是粗大，多少级的适合什么环境？再者回火的作用，不回火会咋样咋样，其实某些环境下，不回火也没有问题，关键还是看使用环境，什么样的使用环境，决定了什么样的热处理要求，不能一概而论。