有朋友一20CrNiMo产品（非齿轮）渗碳淬火不合格

孤鸿踏雪

    有一位朋友前几天打电话向我询问：
    一国产丰东炉型（丙烷+甲醇直生式气氛）的多用炉在调试过程中，炉膛经过充分的预渗后开始试渗产品，利用废件配炉，装入两种材料不同但渗层要求差不多（0.50~0.90）的20CrMnTi和20CrNiMo产品，出来的产品表面硬度只有530~590HV0.3，而顾客产品要求表面硬度为≥670HV0.3，试了几次都是这个结果。
    今天这位朋友从山东威海带产品过来向我咨询，我们进行了深入的交谈，据他介绍的情况，氧探头可能有点问题，烧炭不彻底，在强渗期（碳势Cp=1.15）烧炭和扩散期（碳势Cp=0.85）时，碳势只能降到0.60，就烧不下去了，多次烧，依然如此，其它条件并无异常现象。
    我安排我司金相检验员对他带来的20CrMiMo产品进行全面检测：
    表面硬度514~547HV0.3，672~679HV5，78.5~80HRA，57~58HRC；
    有效硬化层深度CHD=0.65~0.70；
    金相组织：表面并无发现非马组织，但碳浓度明显不足。
   
    大家分析一下，可能什么原因所致？

霜月

建议用定碳片测下炉内实际碳势，校核氧探头。

cnszgong

不知道他采用的氧探头是不是常规产品。
控制直生式气氛碳势，需要采用特殊的氧探头。由于直生式气氛含有较高的CH4，而常规氧探头中的电极材料（如铂电极）对CH4的分解具有较强的催化效应，从而导致过高的输出毫伏值。特殊探头采用了特殊的合金电极及补偿电极。

间奏曲

我也遇到过这种氧探头烧不下去的情况，后来增加烧炭次数，就恢复正常了。

孤鸿踏雪

霜月 发表于 2012-1-9 19:10
建议用定碳片测下炉内实际碳势，校核氧探头。

据当事人讲，他们多次定碳，根据定碳结果看，没问题。但我个人根据产品实际检验结果看，应该是在强渗结束后的扩散、降温、均温淬火段炉内实际碳势偏低所致。

cyj

“表面硬度514~547HV0.3，672~679HV5，78.5~80HRA，57~58HRC；
    有效硬化层深度CHD=0.65~0.70；”
从检验数据看也只是表面脱碳，正如楼主所分析的应该是强渗正常而在后续的扩散、降温、均温时炉内实际碳势偏低所致。有可能是在降碳势时通入平衡空气的量没有控制好，导致氧探头显示的碳势与实际碳势有偏差所致。

孤鸿踏雪

    今天上午，再次让当班检验员使用不同试验力（载荷）的维氏硬度检测其表面硬度，结果如下：
    602  573  594HV0.5，  660  654  642HV1，  654  687  661HV3

meiyz

大家分析得很对很有可能是碳势不足，碳浓度不够，造成表面碳势不够，而硬度打不上。用碳片测试碳浓度，如果实际碳浓度够了，硬度是打得上的。

maike

实际测一下炉内的碳势，看看氧探头是否准确

霜月

设备调试的话，建议用剥层试棒检验碳浓度分布，也能知道表面碳含量的高低。

zhaoyong2600

用定碳片测试炉内碳势，用称重法还是燃烧法？称重法很多的情况下存在一定量的偏差。
霜月专家说的对，新炉最好使用剥层试棒来测试碳浓度分布。
炉子的冷却系统和淬火油能满足工件冷却的需求吗？

姗驰

同炉的20CrMnTi也是如此吗？楼主要说明清楚，才好判断。

孤鸿踏雪

姗驰 发表于 2012-1-13 08:29
同炉的20CrMnTi也是如此吗？楼主要说明清楚，才好判断。

   同炉的20CrMnTi亦如此。

申兴一

多用炉定碳比较麻烦。盐城丰东的多用炉口很小，定碳片放不下去。需要折叠起来。

tuisi-xingsan

既然是调试，那么设备是新的，补碳时间必须要足，保证在设备内部件“吃饱”碳的情况下，炉内具备生产合格产品的碳势才行，不然，就算是定碳，空炉子调试，碳势合格，一进零件，必然“坐吃山空”，产品出来后渗碳不好

姗驰

"金相组织：表面并无发现非马组织，但碳浓度明显不足。"“碳浓度明显不足”是依据什么来判断？楼主为何不按“QC/T262-1999”或"GB/T25744-2010"标准给出碳化物级别与马氏体与残奥的级别？如未有碳化物看到，残奥也不多，则可能是如版主所言“应该是在强渗结束后的扩散、降温、均温淬火段炉内实际碳势偏低所致。”

孤鸿踏雪

姗驰 发表于 2012-1-15 09:53
"金相组织：表面并无发现非马组织，但碳浓度明显不足。"“碳浓度明显不足”是依据什么来判断？楼主为何不按 ...

    “‘碳浓度明显不足’是依据什么来判断？”
     依据金相组织观察实况。

重庆热处理协会

把工艺写出来，我帮你看下，我只能从工艺角度帮你分析。设备我也有用，也有类似情况，不过解决了。

袁海林

初步分析，内氧化的可能性比较大。
在硬度检测中，维氏硬度明确反映了只是表层薄薄的一层由于成份不同造成硬度有区别。
建议参照GB/T9451方法做台阶试样，仍用300克力检测，先判断到底这一薄层有多深。
建议到材料所在上述检测明确后进行微区成份分析，明确产生硬度差异的内在原因。
没有第一手资料，所述仅供参考。

浪翻云

孤鸿踏雪 发表于 2012-1-10 10:43
据当事人讲，他们多次定碳，根据定碳结果看，没问题。但我个人根据产品实际检验结果看，应该是在强渗结束 ...

据我的经验，氧探头烧炭不能到0.2以下，可能原因有
1，氧探头的烧炭空气流量没有按照说明书设置。
2，氧探头的孔径方向调整一下，把氧探头旋转一下，重新插入。