高温渗碳组织缺陷

fangqingfeng123

1)硬度如下表:
    工件外圆处                                              工件内孔处
  序号        维氏硬度/距离        洛氏硬度        序号        维氏硬度/距离        洛氏硬度
   1        674.2/0.03 MM        59.0        1        598.2/0.10 MM        55.0
      2         689.9/0.10 MM        59.5        2        0.24 MM       
      3        749.6/0.16 MM        62.0        3        701.5/0.35 MM        60.5
      4        816.4/0.21 MM        65.0        4        714.6/0.45 MM        60.5
      5        819.6/0.35 MM        65.0        5        801.6/0.55 MM        64.5
      6        824.2/0.45 MM        65.0        6        809.7/0.65 MM        64.5
      7        842.2/0.55 MM        65.5        7        813.8/0.75 MM        64.5
      8        855.6/0.65 MM        66.0        8        766.3/0.85 MM        63.0
      9        793.4/0.75 MM        65.0        9        738.0/0.95 MM        62.0
     10        755.0/0.85 MM        62.5        10        668.0/1.05 MM        58.5
     11        715.8/0.95 MM        60.5        11        538.2/1.12 MM        51.5
     12        682.6/1.05 MM        59.5                       
     13        635.4/1.15 MM        57.0                       
     14        609.0/1.25 MM        55.5                       
     15        560.0/1.36 MM        53.0                       
2)组织:
    a)工件外径表层渗碳层深度约1.36MM;内孔表层渗碳深度约1.12MM,
    b)工件表层组织,残留A+粗针状M+网状碳化物,5级,残留A达%30以上;
    c)裂纹沿晶界分布,呈严重过热;
3)分析:高温渗碳,一次淬火,淬火及保温温度较高,以致于组织过热;
            从上图观察,工件表层呈现大量残留A组织,且M针叶较粗大并沿晶界析出多量条状网状碳化物,裂纹沿晶界分布;其原因分析为:
    a)工件在高温长时间渗碳,且温度偏高,以致于工件表层碳浓度呈现超高状态,淬火后出现大量残留A组织及多量碳化物;
    b)工件渗碳后出炉直接淬火,淬火及保温温度较高,以致于组织中呈现大量残留A;
    c)裂纹沿晶界分布,显示工件的淬火温度超高,过热温度淬火得到粗大的M和大量的残留A组织,在较大的淬火应力下,出现沿晶分布的裂纹;
4)处理:
   工件表层呈现大量残留A,在磨削加工时,残A组织在磨削时的加温及磨削应力,工件内部易发生组织转变,产生巨大组织应力,使工件表层产生磨削裂纹缺陷;(工件必须进行再加热淬火,细化晶粒,减少残留A体量,减少磨削加工裂纹形成的机率)
5)结果:
    a)组织要求M1-4级,实测M5级;残留A少于30%,实测残A多于30%;
    b)渗碳层要求深度:0.9-1.2,外圆实测:1.36MM;内孔:1.12MM;(未用ISO2639公式计算)

霜月

请问楼主：工件所用材料、高温渗碳、淬火的温度？

fangqingfeng123

回复2#霜月老师,此产品乃外协试样加工,并未批量,具体工艺不明,以上数据只从样品金相图貌上分析得出,
此工件为转向节销,材料为20CrMnTi,工件直径47MM,长度206MM,中心直径11MM的孔贯穿整个长度,表面淬火硬度要求HRC59-63,深度0.9-1.2MM,深度界限值为HV3/550处;

qinqiang268

我认为渗碳时炉内碳势太高，加上渗碳温度高，出现了网状渗碳体，淬火应力加上后续磨削应力而出现开裂。

fangqingfeng123

回复4楼qinqiang268 老师,此工件还未进行磨削加工,

fangqingfeng123

回复4楼qinqiang268 老师,我分析的   第4)项中的处理只是分析此产品在后续磨削加工时会出现的问题,因此报告是出给外协热处理加工单位的,所以各部分都写出来,误导你了,不好意思,谅解!!!!

feishi102

谢谢楼主！
真是难得！

yangli

楼主分析的比较祥细和全面,从心部图片上看,工件的确是过热,表层残留奥氏体较多也是温度高的一个特征,但不一定完全是淬火温度才会产生的,因为渗碳碳浓度高也将产生较多的残留奥氏体,但我基体赞同楼主的分析思路,

fangqingfeng123

有没有老师对我的判断提出异议啊,

马塞克

我们厂的转向节销是实心的，不过规格和你一样！

zhang

从材料着手分析比较靠谱，是不是锻造的粗晶遗传，只有0.9-1.2的有效层，就是1050渗碳，两个小时多一点就够了，晶粒在两个小时长大是有限的，碳势偏高是事实。