求助碳氮共渗出现的问题

TZ37

我司一直径为150mm，长300mm的16MnCr5轴类（类似蜗杆）零件，经过碳氮共渗（之前是渗碳，为了控制变形做的共渗）后检测发现表面金相无明显马氏体针体，往心部走可以看见板条马氏体
问题是硬度梯度不正常，0.3mm内只有400-500HV,0.3mm以后开始增加，到0.7mm有600HV左右，之后再下降到0.87mm有550HV
有怀疑过氨气中水含量过高，但金相检测表面又没有明显的氧化脱碳，现在找不到原因，请问下各位有没有遇到类似情况
(工艺：870℃共渗，碳势1.05，氨气一直通0.4m3/h，强渗7h；扩散670℃，碳势0.85，2h；淬火835℃，碳势0.7)
由于当时没有保存金相图片，样件已拿走，所以没有图片

浪子小新

zyglf117526 发表于 2024-7-8 10:08
可N是扩大奥氏体区域的元素，按理来说，溶碳量应该是增加的，为何溶碳量反而降低了？？譬如说860度，1 ...

1、“N是扩大奥氏体区域的元素”，这种说法是不太正确的。只能说N把奥氏体相区平移到更低的温度和更低的碳浓度。
碳和氮在奥氏体中占据的位置是一样的，总空位就那么多，溶氮量多了，自然溶碳量就少了。
2、至于你说的“1.1cp下渗碳淬火，会出碳化物，，而在该温度下碳氮共渗，同样的碳势下，就不会出碳化物”。
这个问题我觉得主要要考虑三个方面：第一、在碳氮共渗气氛中，碳控仪显示的碳势是否是真实的？一个很明显的现象就是碳氮共渗由于多加了NH3，稀释了气氛中的CO，如果碳控仪表的设置还是和渗碳一样，那么这个碳势是虚高的。第二，即便渗碳和碳氮共渗，同样的碳势是1.1%并且都是准确的，碳氮共渗气氛的1.1%碳势，实际渗到钢箔中的碳浓度并没有1.1%。第三，针对某些材料，比如轴承钢，会存在由碳化物向氮化物的转变，这也就解释了为什么有些轴承钢碳氮共渗后表面会有一层无碳化物层。
多元共渗问题，一定要全盘考虑，否则肯定要出问题的。

浪子小新

可能和氮浓度有关。表层奥氏体中氮浓度过高导致溶碳量降低。随着表面到心部氮浓度的逐渐降低，溶碳量又增加了。

dzkyx1314

    表面没有明显针状马氏体，然后组织特别细，还有能看到很多小点状的颗粒物质。如果是这样子的话，和碳氮工艺有关系。

TZ37

dzkyx1314 发表于 2024-7-3 17:03
表面没有明显针状马氏体，然后组织特别细，还有能看到很多小点状的颗粒物质。如果是这样子的话，和碳氮 ...

对的，金相组织就是这种现象，请教下出现这种是工艺的哪个环节出现问题了呢

zHANG_999567

硬度主要靠含碳量来提高的,硬度低说明碳含量少了;670的温度碳势0.85是用什么控制,温度太低碳势可能是假值,实际碳势太低了.

zyglf117526

dzkyx1314 发表于 2024-7-3 17:03
表面没有明显针状马氏体，然后组织特别细，还有能看到很多小点状的颗粒物质。如果是这样子的话，和碳氮 ...

SKF轴承钢碳氮共渗，反而这样的组织是接受的，表面出现颗粒状碳化物反而是不允许的

热处理金相

扩散温度是不是太低了  剥层测测碳含量就知道了

zyglf117526

热处理金相 发表于 2024-7-4 15:58
扩散温度是不是太低了  剥层测测碳含量就知道了

扩散温度，明显是楼主笔误写错了。。。

TZ37

zHANG_999567 发表于 2024-7-4 14:59
硬度主要靠含碳量来提高的,硬度低说明碳含量少了;670的温度碳势0.85是用什么控制,温度太低碳势可能是假值, ...

不好意思，温度是870℃，打错了

TZ37

热处理金相 发表于 2024-7-4 15:58
扩散温度是不是太低了  剥层测测碳含量就知道了

强渗和扩散温度一样，打错了

TZ37

zyglf117526 发表于 2024-7-4 15:41
SKF轴承钢碳氮共渗，反而这样的组织是接受的，表面出现颗粒状碳化物反而是不允许的

主要就是表面硬度低，只能测下碳含量看看了

dzkyx1314

TZ37 发表于 2024-7-4 10:37
对的，金相组织就是这种现象，请教下出现这种是工艺的哪个环节出现问题了呢

    有机会你可以看看金相，主要是看表面和次表面屈氏体。你这个问题初步分析是因为表面的碳化物占用了过多的碳和组织细奥氏体稳定性差影响了淬透性。

dzkyx1314

zyglf117526 发表于 2024-7-4 15:41
SKF轴承钢碳氮共渗，反而这样的组织是接受的，表面出现颗粒状碳化物反而是不允许的

     你这个是轴承钢，情况有点差异，但是有类似共性。原文是啥名字，可以学习学习。

远山归人

zyglf117526 发表于 2024-7-4 15:41
SKF轴承钢碳氮共渗，反而这样的组织是接受的，表面出现颗粒状碳化物反而是不允许的

你这是SKF轴承钢碳氮共渗成品？还是热处理后的金相组织？

远山归人

zyglf117526 发表于 2024-7-4 15:41
SKF轴承钢碳氮共渗，反而这样的组织是接受的，表面出现颗粒状碳化物反而是不允许的

我的轴承钢碳氮共渗组织跟你的差不多

远山归人

远山归人 发表于 2024-7-5 16:52
我的轴承钢碳氮共渗组织跟你的差不多

表面无碳化物层深度有几丝

zyglf117526

远山归人 发表于 2024-7-5 16:52
我的轴承钢碳氮共渗组织跟你的差不多

说明您家轴承钢碳氮共渗已达到SKF的标准了。 可喜可贺

远山归人

zyglf117526 发表于 2024-7-5 17:51
说明您家轴承钢碳氮共渗已达到SKF的标准了。 可喜可贺

您发的金相图片是SKF轴承钢碳氮共渗成品？还是热处理后的金相组织？

zyglf117526

远山归人 发表于 2024-7-6 07:56
您发的金相图片是SKF轴承钢碳氮共渗成品？还是热处理后的金相组织？

金相图片来源于SKF的热处理验收标准。所以应该是热处理后的金相组织。标准中未提及磨削加工工序。

远山归人

zyglf117526 发表于 2024-7-6 08:11
金相图片来源于SKF的热处理验收标准。所以应该是热处理后的金相组织。标准中未提及磨削加工工序。

我的金相图片也是热处理后的金相组织

zyglf117526

远山归人 发表于 2024-7-6 11:14
我的金相图片也是热处理后的金相组织

恭喜恭喜，已达到SKF的水平了