氮化试样真空回火后氮化硬度、渗层上不去

李双喜

在这里向大家请教个问题：
    我们有一批42CrMo氮化试样，因为调质硬度比较高，用硬度法测试渗层总是比金相法浅，于是我就想把试样的硬度给降下来，因为试样已经是精磨好了，普通炉回火怕试样表面有氧化，所以我就用真空炉600度回了，保温结束后关闭加热电源，放在炉里，第二天取出（已冷到略高于室温）。这批试样在以后的使用中不管是氮化层表面硬度还是氮化层深度都上不去，在以后2个月的使用中都这样，不管我们怎么调整工艺参数：温度、气压，氨气的质量。都一直这样。后来我们想是不是在真空炉里试样表面渗上什么金属元素了，就把试样在砂轮上打磨去1mm左右，结果还是一样。
    后来我就想是不是在真空回火的过程中，在试样的晶界处析出了碳化物等化合物。我们知道晶界是氮渗入的快速通道，在晶界析出碳化物阻止了氮的渗入。导致了以上那种现象。
    我们也知道任何淬火钢都有回火脆性，只是有大小之分罢了，产生脆性的原因那就是向晶界析出碳化物，导致晶界弱化。于是我就想：像42CrMo这种钢当然也有，可能很小，像在氮化前去应力退火析出的碳化物可能对材料的性能没有明显影响，但对氮的渗入有较大的影响。
    我是这样想的，像有经验的专家请教。如果我这种想法要是成立，那以前我们氮化前的去应力岂不是然我们氮化出不合格品。

wkee

元素中的Cr有增加回火脆性的特性，而Mo元素有降低回火脆性的特性。有些人认为两者在一起，应该能消除回火脆性，不过这谁也说不清楚。没有试验依据什么话都是空谈。想要知道的话，能不能将你的试样在做一次金相，看看晶界有无碳化物的析出！

李双喜

金相看不出，许多文献研究脆性产生的原因都是用透射电镜，就这还有许多种说法，最被大家认可的就是晶界析出说。

wkee

第二类回火脆性是还没有定性，可以这样假设，即便是没有碳化物的析出，如果第二类回火脆性的产生必然使晶界或者晶粒内部出现了某种变化。而这种变化使得试样产生回火脆性。同时这种变化也使得氮元素无法渗入。*（当然这只是假设，前提是工件产生了脆性！当然这种假设基本上找不到验证的根据）。再一个，如果没有产生回火脆性的话，那么就可能是材料的问题了，600度退火，差不多了！

李双喜

再说一下，这批料在真空回火之前只是渗层硬度法测出来的有点浅，表面硬度比较高，677HV5左右，真空回火之后表面硬度不管渗多长时间，打出来就是500多一点，我想这也可能是氮进入的较少的缘故吧。

tlx322

呵呵，你氮化温度应该没有超过550的？其实心部硬度高一点的话有什么关系呢？表面渗层是可以适当减薄一点的。
600回表面和心部硬度都降下来是正常的事情。

李双喜

回复 6# tlx322


    心部硬度高，关键是硬度法的测试结果和金相法不太统一，金相法检验的快，而硬度法较慢，如出现争议，而最后又以硬度法为准。只有二者统一了金相法测出的结果才可靠啊，

dclyun88

回复 7# 李双喜


     “如出现争议，而最后又以硬度法为准”，“只有二者统一了金相法测出的结果才可靠啊”，楼主你难道不觉得这两句话有矛盾吗，如果金相法和硬度法的检测结果一致，干吗最后还要以硬度法为准，以哪种方法为准还不一样。

李双喜

回复 8# dclyun88


    我是说，你平时可以用金相法检查氮化层厚度，省时省力。但如果因为别的因素导致了金相法测试的结果不是那么可靠，那出现争议我们就比较被动了。那也就说，金相法的测试不是那么准确，影响因素较多，如果有空你可以看看标准GB11354-2005，我说的并不矛盾，

李双喜

这几天我把试样处理了一下：
方法1.拿出3个试样，重新600度回火，回火结束空冷，
方法2.再拿出几个试样，重新真空淬火，再在普通炉里600度回火。
把处理过的试样放在同一个炉子里进行氮化，方法1的试样氮化后没有什么变化，而方法2的试样渗层和硬度都正常了。

孤鸿踏雪

因为看到楼主对此帖提出了精华申请，就不得不重新审视这个帖子。有几个疑问，请楼主回答：
   1. 楼主的氮化试样是成批制作吗？
   2. 楼主的氮化试样原氮化工艺能否介绍一下？原来的表面硬度在什么范围？重新氮化后有多大差异？
   3. 所谓的600℃回火，实际上造成了较长时间退氮的后果，而退氮产品重新氮化时难以恢复起初氮化时的高硬度，像40Cr、42CrMo这些材料，退氮后重新氮化的硬度要比初次氮化的硬度低300HV左右。

李双喜

回复 11# 孤鸿踏雪

1.我们热处理厂不只为自己单位服务，在离子氮化、真空处理等工艺，主要还服务与厂外的客户，所以我们的试样是成批的制作，以前我们是调制一根较大的圆试棒，检验调制硬度合适时，然后再加工成一个个小试样。在我未去之前，他们都是用金相法检测层深，我去之后，发现这种检测和硬度法的检测结果有时有明显的差别，于是我做3个多月的统计，得出了一些结论，写了篇论文发表在10年热处理第9期上 。

2.原来试样的调制硬度在340-360HB，根据我以前的统计，我就想把试样硬度降到300HB左右，我怕试样氧化，就用真空炉子回火。回火前，氮化工艺530-550度氮化30h，试样表面硬度为666-677HV，层深为0.35-0.38mm； 真空回火之后，同样的工艺表面硬度一般就510HV左右了，做了很多炉，最高做到540HV，层深也就0.25mm左右。
3.可能我题目说的不清楚，我不是对氮化后的试样进行回火，而是对还没有氮化的试样进行回火。

李双喜

再补充点：
我们一种试样一次制作500-1000个，所以报废一批试样损失也较大，不只影响生产，也对质量有较大影响，我查了查，还没有人在这方面出现过我这类似的错误，所以我感觉我这个话题还是有较大意义的，在这个论坛上，我还是个新人，许多地方不懂，只是我个人认为，不到之处敬请原谅！

孤鸿踏雪

回复  孤鸿踏雪

1.我们热处理厂不只为自己单位服务，在离子氮化、真空处理等工艺，主要还服务与厂外的客 ...
李双喜 发表于 2011-1-28 10:55

    你成批（一炉）制作的试样，能代表每炉产品的质量特性吗？我咋觉得这是公开造假，糊弄顾客呢。

孤鸿踏雪

回复 12# 李双喜


    你是说调质试样集中制作吗？如果是这样，如果调质硬度高了可以直接提高温度回火，回至合适的硬度范围，如果出现试样氧化，不能把氧化层加工掉吗？
   再说了，氮化随炉试样应该给产品状态相同，你的调质试样为什么不能随产品调质时随炉制作？

wkee

回复 14# 孤鸿踏雪


    他的意思是：他们厂应该是光测渗氮层，而测渗氮层的试样需要调质。所以调质的时候是一炉出一批。而渗氮的时候则是一个个随炉测试。可能组织和工件不一样，不过也可能证明渗氮程度！

孤鸿踏雪

回复 16# wkee


    渗氮试样的材料、预处理状态和渗氮均应与渗氮产品相同，这样，随炉试样的质量特性值才能代表该炉产品的质量特性。想他这样同炉集中制作试样，然后分炉随不同产品渗氮，其状态不同，会有很大偏差的。

excellence

回复 10# 李双喜
问一下两种方法回火后、氮化前检测试样硬度了吗？

李双喜

回复 14# 孤鸿踏雪


你误会我说的话了，我不是把试样一炉做出来，在分批的给客户，应该没有热处理厂敢这样做，再说我们做的大多是军工产品，那这样不是找死吗，我们这样做是为了两个目的：1.在每个炉子中都放1-2个我们的试样，首先是为了监测炉子的运行情况，和以往有无差别；
      2.一些客户没有试样，但又需出具报告，我们就和客户达成协议，用我们的试样代替，所以我们准备了一些试样

李双喜

按道理说，试样应和工件任何工艺都一样，客户要准备和工件一样的试样，但就有些客户他就不准备试样，但还要报告，我不知道你们是怎么处理这种情况的，有更好的方法请大家不吝赐教！谢谢