材料在奥氏体相变温度下的快速冷却

所以因为

听说有这样的事，有一些北方热处理的同仁在模具（材料H13等）回火后，不是空冷，而是放在雪堆里冷却。高合金材料的模具一般回火温度都在500多度，不怕开裂？有什么好的效果？

renbenfg

我试过Ｇｒ15轴承钢不会开裂。在冰水里冷也不会开裂，我用的是钢球实验。

所以因为

请问是在多少温度下用冰水冷却？这样试验的目的是什么？

pgqin

又见豹大师出手了，非常高兴！豹大师在20楼提到:
在此种冷却的初期阶段，工件表面是拉应力。
此种冷却后，室温下工件表面的残余应力是压应力。

其中：此种冷却后，室温下工件表面的残余应力是压应力。理解不透？请赐教！！

lixiongjin

放入瞬间不会发生裂纹，因钢放入瞬间A是软的，收缩产生压缩力，也可防止开裂

dyyg

高碳高合金钢快速加热开裂的可能性较大

横笛吹雨

豹大师将应力按时间先后分段分析更有说服力:
在此种冷却的初期阶段，工件表面先降温而发生收缩，虽然内部还处于塑性状态会以微量变形消除一部分应力，但工件表面仍然会是拉应力。
而此种冷却后，表面已变成硬壳，内部发生降温收缩，到室温下工件表面最终呈压应力状态。
而危险期就在初期的拉应力状态时。

狗尾续貂也，期待豹大师续成全貂

pgqin

上楼分析有一定道理！我也再来抛砖一块。
先假设工件的冷却为理想情况的冷却，即工件的冷却条件处处一致。设工件的表面和内部的面积都为s，冷却到目标温度时的面积收缩为s1。
考虑到实际降温的不均匀性，则：
降温初期阶段，表面收缩大，心部收缩小，表面受到拉应力，则收缩后面积 s表>s1,
降温中期，表面不再收缩，心部继续收缩，表面受到的拉应力和心部受到压应力都相应减小，直到 s内=s外时，内应力为0；
降温后期，内应力为0时，s内.>s1,仍将继续收缩，此时，将受到表面的拉应力，同时，表面将受到内部的压应力。

[ 本帖最后由 pgqin 于 2009-7-21 21:11 编辑 ]

dhzhou888

我举个实例：Cr12MoV模具，经过565℃的氮碳共渗，出炉后水冷，100%开裂。复杂一点的大尺寸模具，表面可以手摸，但心部还热，下水，开裂。

songge

这种情况不是不可以，只是要无相变或相变后体积差很小才行，不然是不行的。
如无相变那样相当于只产生热应力，刚开始时表面受到拉应力心部受到拉应力，此时材料的塑性好，不会出现开裂；冷却后期正好相反，此时表面受压应力心部受拉应力，表面不会开裂，心部受拉应力，但是此时心部温度还很高，心部的塑性较好，也不容易变形，Mn13就是最好的例子。

renbenfg

请问３０楼周工：Ｃｒ１２ＭＯＶ磨具，为什么要碳氮共渗？是增加工件的耐磨性？还是为了形成淬火表面的，压应力来改变组织？

所以因为

回复29楼的朋友：
根据大和久重雄先生的观点，只要材料加热温度在相变温度以下100℃，不管什么材料快速冷却都是不会开裂的，就是所谓的“水退火”。
有点怀疑，难道形状复杂也没有关系？

dhzhou888

32# renbenfg
进一步提高模具表面的硬度。我们做的挺多的。

huahuahuang

如果材料的导热系数较高，不会出现开裂倾向；如果导热系数差且截面又比较大则有可能。

所以因为

如果材料的导热系数较高，不会出现开裂倾向；如果导热系数差且截面又比较大则有可能。
huahuahuang 发表于 2009-12-31 13:10

许多工艺只有经过试验，才能确定是否可行！

毛尖

19# 所以因为
1 手册中测试相变点的材料与实际使用的材料其成份不一定完全吻合，有可能使用材料的相变点较手册中的低。
2 实际生产中的炉温不一定非常准确。
3 如遇高碳钢或高碳高合金钢，如出现成份偏析，也可能造成局部相变点下降。
综上，为完全保证材料的不奥氏体化，以保证工艺的可靠性。

毛尖

36# 所以因为

ZGMn13,的导热性差吧？没见其水韧处理时开裂。（表面脱碳除外）

所以因为

我举个实例：Cr12MoV模具，经过565℃的氮碳共渗，出炉后水冷，100%开裂。复杂一点的大尺寸模具，表面可以手摸，但心部还热，下水，开裂。
dhzhou888 发表于 2009-9-23 12:15

我认为周工所举的实例至所以出现100%开裂，是否是氮碳共渗的原因？

所以因为

36# 所以因为

ZGMn13,的导热性差吧？没见其水韧处理时开裂。（表面脱碳除外）
毛尖 发表于 2009-12-31 18:38

是否和没有组织转变有关系？因为ZGMn13是高Mn钢。

长城好汉

回复 19# 所以因为


    之所以要在相变点一下100摄氏度，本质上就是因为材料化学成分的不均匀性，导致各个部位的相变温度的差异。我们所得到的相变温度（Ac1,Ac3,Acm~~~~~~等），是一个材料各个点相变的“统计”结果，是一个宏观相变的关节点，是对材料整体而言的。因此应该严格的说，相变是在一个“温度区间”内完成的。大和久之所以定义在相变点下100摄氏度快冷，就是充分考虑材料化学成分波动，相变温度不是一个温度点而是一个温度区间这个实际状况的。也就是说，相变点以下100摄氏度下的任何一个温度都不会有相变发生。所以快冷就不会有组织转变，进而也就不会产生组织应力。我个人认为，对于一般金属材料来说，仅仅由于热胀冷缩产生的应力，都可以经过微观的塑性变形和宏观的变形（零件形状畸变）得到释放。当然，也会有一定的应力残留。当然，对于导热能力很差的材料，由于温差导致的应力峰值在移动过程中，与材料缺陷相遇产生的开裂现象是有的。