很有意思的渗碳淬火组织

NEWAGE

零件：6模齿轮
材料:17CrMnB
工艺:渗碳(多用炉)—缓冷—淬火(转底炉+压床)—回火
这个渗碳淬火组织（图1~图4）很有意思：表面下至0.1mm处为细针M+颗粒状碳化物；0.1mm~0.2mm处为大量残奥；0.2mm以下则为正常的淬回火组织。这跟常见的残奥分布（图5所示）很不一样，分析一下这种组织的形成过程对加深渗碳淬火的认识以及防止类似的组织缺陷发生很有好处。
问题讨论：
1、最表层为何无残奥？
2、最表层的碳化物在哪个环节产生？
3、最表层的马氏体为何比次表层的细？

心情

我想零件出来淬火的时候首先会有空气接触 导致表面含碳量减少 所以没出现次表层那么多残A。
还有可能表面析出碳化物比较多 所以奥氏体里面含碳量就比较少了

横笛吹雨

楼主没介绍工艺参数，只能猜测一下了。
1、表层存在较多的碳化物（未溶)减低了淬火加热时A中的碳含量，提高了该层的Ms温度，所以减少了残奥直至未出现残奥（或少到看不到）。
2、最表层的碳化物应是淬火加热过程中未溶的碳化物。
3、正因为最表层存在未溶碳化物，抑制了奥氏体的长大，得到细针M。
   据此推断渗碳过程中扩散碳势较高或扩散时间较短。

NEWAGE

零件从转底炉进入淬火压床转移过程最多也就是两三秒时间，这么短的时间氧化脱碳的可能性会有多大呢？还会不会有哪个环节会出现氧化？

心情

我不知道会减少多少C   但肯定也会降低含碳量的 以前我们公司也是用的这种炉子 零件出来表面都有点氧化皮

NEWAGE

淬火加热奥氏体化后最表层（含未溶碳化物）的奥氏体碳含量一定会比次表层低吗？换句话说，最表层在渗碳降温过程析出碳化物后其基体的碳含量一定会比次表层低吗？

NEWAGE

在空气里停留几秒钟是不可能会产生氧化皮的，会不会在转底炉里面就已经氧化脱碳了呢？

wind1.chen

渗碳后期可能是碳势较低，造成表面碳浓度较低

wangqinghua196

在渗碳阶段的强渗碳势高了，扩散时间推迟，就是渗碳扩散时间短了，形成高碳势层，总层为0mm~0.2mm层；
0mm~0.1mm层,是缓冷过层中的脱碳和在第二次加热时的保护气碳势不够（或与渗碳时相比而言，没有渗碳时的碳势高）形成的。

问学

同意版主的意见。

横笛吹雨

1、不敢肯定。如果是Fe-C合金的话，淬火加热奥氏体化后最表层（含未溶碳化物）的奥氏体碳含量会比会比次表层的还高，但有Cr、Mn时，这两个合金元素也会参与碳化物的形成，不敢肯定是否会多占用表层的碳？？但可以肯定由此造成表层奥氏体中贫Cr、Mn，由于二者溶入奥氏体也有降低Ms温度的作用（虽然不如C的影响显著），那么是否可以说由于表层奥氏体中贫Cr、Mn而相对提高了表层的Ms温度？
2、注意到楼上几位脱碳的说法，不排除微量脱碳的可能，但表层有较多的碳化物，说明表层的含碳量还是比次表层的高，那么少量的脱碳就能使表层没有残奥吗？
    或许是以上各种因素综合作用的结果。

NEWAGE

1、低合金结构钢，Ms点取决于C%，Cr、Mn的贫化不至于大幅提升Ms点从而产生如此大的组织差异；
2、表层有较多的碳化物，碳含量有可能会比次表层碳含量高。但对残奥产生影响的是溶入奥氏体中的碳，表层碳化物在淬火加热时只有很少一部分溶入奥氏体。对于奥氏体化后的基体来说，表层碳量跟次表层碳量有可能相差不大，但如果淬火加热时保护气氛Cp不足，脱碳作用将使表层奥氏体碳量下降，脱碳程度取决于Cp高低及加热时长。

心情

楼主可以检查下原材料  可能原材料有偏析或者脱碳 导致次表面合金元素比外层高

楼主照片不错。。。

ouyang75

我们的产品18Cr2Ni4WA是固体渗碳缓冷淬火，得到的组织就是表层为碳化物，残奥是在次表层出现。我们的理解是碳化物析出导致奥氏体含碳量降低，相反次表层的奥氏体稳定性要高。
我们的残奥检测标准定的检测部位也是在次表层。只有表层碳含量降低时残奥才会出现在最表层。而此时最表层基本上没有碳化物。

横笛吹雨

"如果淬火加热时保护气氛Cp不足，脱碳作用将使表层奥氏体碳量下降"
表层之所以有碳化物是因为在淬火加热温度下奥氏体中的碳已达到饱和，而过剩的碳以碳化物形式存在。当气氛Cp不足造成奥氏体脱碳时，碳化物也会溶解补充的。除非能证明脱碳速度大于碳化物溶解补充碳的速度。

wangqinghua196

14#的ouyang75已经以实际的情况来回答这个问题了!

小破孩

14楼的你好,我想问下碳化物是在什么阶段析出的?

Jeff

我的推测是二次淬火时淬火延时造成的，但实际上问题出在渗碳扩散阶段。情况应该是9楼说的。具体原因还是要看到你工艺才有可能说清楚
工艺控制不当会在表层有大量残奥的，严重时还会在表面有肉眼很难发现的氧化现象。

NEWAGE

按照相图原理，当碳浓度大于某一温度下奥氏体的碳溶解度时，奥氏体中就会析出碳化物，也就是说，某一温度下有碳化物析出，意味着该温度下的奥氏体碳含量是饱和的。
     如果渗碳+缓冷+重新加热淬火后含碳化物的最表层没有残奥，不含碳化物的次表层出现大量残奥，说明淬火加热时最表层奥氏体的碳含量减少了（远少于次表层），减少的途径应该是保护气氛不足造成的脱碳作用，而且脱碳过程远快于碳化物的溶解补碳过程。

zhaohaidong

我同意你的说法，不知道你的工艺参数和过程没有办法给你下定义的，降低残A数量想必大家都知道，我以为你会出现这样的组织完全是过程中控制不当造成的。