18Cr2Ni4WA的深渗层渗碳（2.5-3.0mm）淬火后和高温回火后的金相组织分析

xueshaokkk

热工女将 发表于 2012-9-9 18:08
不理解，为什么渗碳后要高回火

杨工说的很对，您可以查阅该钢材的资料和热处理原理奥氏体形成方面的知识。
该钢材的淬透性很高，残奥很稳定，直接淬火（甚至空冷）后都有大量残奥，采取冷处理也不行，因为残奥马氏体级别特别高，必须重新淬火。根据奥氏体形成原理和其粗大晶粒遗传的特性，直接重新淬火的话，一方面由残奥加热转变成的那部分奥氏体淬火后马氏体组织会非常粗大，而由马氏体加热转变成的那部分奥氏体会因其组织遗传而形成组织粗大奥氏体（几乎是第一次淬火前奥氏体的晶粒大小和形状），淬火后还是粗大的马氏体。要想让晶粒细小，只有高温回火，将粗大的残奥和马氏体转变为珠光体类平衡组织，让它第二次加热形成奥氏体的时候是通过扩散型相变慢慢形核长大，而不是通过切变短时间内形成，这样在第二次短时间、低温度下加热保温，奥氏体长大速度受到限制，最终淬火后马氏体残奥都会变得细小。

参考资料加上自己的想法说的，不一定对，呵呵

yeyongpan11

这种材料含Ni的成分多，建议渗碳空冷后淬火，由于渗层深，可以采取催渗剂这样能减少渗碳时间

xueshaokkk

我厂干出来一批零件（材料、要求如题），直径25mm的试样经过各个步骤热处理后的金相组织如下：
1.860x1h 930xcp1.3x10h 930xcp1.15x15h 930xcp0.85x6h 820xcp0.8x1h渗碳淬油后的组织（由表及里）：块状碳化物＋P，四至七级灰色针状M A，一至四级灰色针状M A，板条马氏体（其中试样纵向开裂，裂纹两侧有渗层，零件尺寸超过50mm未裂）;
2.然后650度X5h回火后的组织（由表及里）：脱碳层，块状碳化物＋P，四至八级黑色针状M A，一至四级黑色针状M A，回火S，回火S F;
3.再650度X3h回火后的组织（由表及里）：脱碳层，块状碳化物＋P，P，P F；
4.第一次650度回火后的一部分试样850x1h炉冷至650x1h后空冷，组织（由表及里）：脱碳层，珠光体P，二至四级针状M A以及少量下B，二至三级针状M A，针状M 板条M P，板条M P F；
现在我有几个疑问，想请教一下各位专家：
问题一：1,2,3,4中，表层有碳化物的那一层为什么是珠光体P而不是M；
问题二：2中，650度第一次回火后，为什么渗层接近表层的位置还是M A而不是P F；
问题三：为什么1中淬火后的马氏体是灰色的，2中650度回火后的马氏体是黑色的；
问题四：请分析一下1中渗碳直接淬火后开裂的原因；
问题五：我根据资料上介绍（看到过此类钢的过冷奥氏体转变图，没有珠光体转变区）以及此次退火组织的观察，有一个猜想，该类钢无法进行退火软化。那么此类钢材深渗层用怎样的工艺能很好的控制残奥和马氏体级别？

由于我条件有限，无法发金相图片，只能用语言描述，希望大家见谅！

子玄

哈，我真的看不懂，首先这样的材料你渗碳含碳量1。3，太高了，还有你是自己降温到820淬火，这样碳化物肯定块状，粗大，且残A多。我建议碳势1。05，还有不能直接淬火，应该渗碳空冷后几次高温回火在860淬火

子玄

当然你也可以冷处理减少残A     。

子玄

   你说的M不一样，我估计是残A在高温回火后转变的M，所以前后颜色不一样

热工女将

不理解，为什么渗碳后要高回火

孤鸿踏雪

热工女将 发表于 2012-9-9 18:08
不理解，为什么渗碳后要高回火

    18Cr2Ni4WA钢的合金元素均能推迟奥氏体转变，尤其是元素W，强烈推迟珠光体转变，所以该钢过冷奥氏体在珠光体区间的稳定性很高，即使空冷也发生贝氏体转变。表层渗碳后，由于碳和合金元素的综合作用，使贝氏体转变曲线大大右移，贝氏体转变C曲线“鼻尖”的孕育期由渗碳前的十几秒推迟到二十分钟，可以空淬成马氏体或贝氏体。渗碳后18Cr2Ni4WA钢渗层的Ms点温度也由渗碳前的高于300℃，下降到80-90℃左右。经渗碳空冷后表层组织为马氏体及大量残余奥氏体，从而影响淬火后的硬度。要消除大量的残余奥氏体，不能像一般低合金渗碳钢那样采用二次淬火法，相反，经二次淬火后反而使残余奥氏体增多而导致硬度下降。对这类高合金渗碳钢有独特的处理方法，即渗碳后于670℃高温回火。
    回火时，在一定温度下，从残余奥氏体中析出碳化物的过程是一个原子的扩散过程。温度越高越利于扩散，析出碳化物增多，使残余奥氏体的过饱和度减少，有利于残余奥氏体转变。但回火温度太高，则易引起相变（因为高碳表层的A1温度约为700℃），反而使奥氏体中溶入更多的碳和合金元素，提高了奥氏体稳定性，增加残余奥氏体量。
    18Cr2Ni4WA钢渗碳后表面有较多的残余奥氏体，用多次（二次以上）高温回火（每次670℃×2h）方法可有效降低残余奥氏体量。