4Cr5MoSiV1的开裂问题和寿命。

冰剑

    对于这个材料相信大家都非常熟悉了，论坛好多帖子讨论了这个问题，今天发现一个问题，挺有意思。描述如下：
    工件高1米左右，直径2个120mm，一个180mm。三个工件中间三分之一处。高100mm直径250mm的台。用同样的工艺热处理，结果两根直径120mm的工件沿轴向开裂。另外一批同规格高500mm直径60mm工件工艺相同但是其中有2件寿命是其余工件寿命的6-7倍。这点更感兴趣。希望大家能给点提示。前面三个大工件是900度  30min。1050  1.5h，油冷 625°高温回火炉回火，因为工件大没采用盐浴。在一次回火中开裂一个，在二次回火中又开裂一个。直径180mm的保持完好。希望各位高工能详细分析一下开裂原因。
     既然大家需要我手绘一张图给大家作参考。

qibao9891

回火冷却是不是用空冷？

冰剑

qibao9891 发表于 2012-2-9 23:50
回火冷却是不是用空冷？

回火冷却是空冷，裂纹从中间开始向直径大端开裂，一个开裂到断面。

申兴一

可以上传图片给大家参考吗？
、

wdc_2010617

开裂原因是应力造成的

耿建亭

描述裂纹情况，和大件调质出现热应力纵向劈裂裂纹应该相似。
推测如下
1 升温过速
2 奥氏体化太充分了，淬火出油时对小径合适，对大径就过早。残奥过多。
感觉奥氏体化工艺＇冷却＇及回火均需要改进。
第一次回火中开裂，可能有两点原因 1 为淬火过程的延续，出现典型的淬火裂纹形态。
2 心部过冷奥氏体转变引起。
第二次回火出现的裂纹，是第一次原因的第二条，只是过冷奥氏体改为残奥更合适一些。
表面看来是截面尺寸相差太大造成，本质可能是热处理工艺和操作有问题。
曾做过100*500*1100(mm)的此类材料，没有很大的缺陷。
个人意见，不足为凭。

孤鸿踏雪

冰剑 发表于 2012-2-9 23:59
回火冷却是空冷，裂纹从中间开始向直径大端开裂，一个开裂到断面。

    建议提供上述开裂件的照片

冰剑

为什么非要照片？我描述的应该是很详细了，我就想知道，工艺相同条件相同的三个工件，为什么直径大的不开裂，直径小点的反而开裂，是不是这种材料如果淬透反而容易开裂？3个工件时同一炉，回火也是同一炉。所以说温度，时间，淬火材质等所有都是相同。大工件一般怕开裂，现在反倒是小工件开裂，大工件完好。而且大工件想要硬度下来还真是麻烦，回火温度不敢再提高，保温3小时竟然只降一度，这个工件不归我管，一般是不插手，而且也不发表意见的。我们厂比较麻烦。我只是想多学习点以后如果遇到好知道如何处理，如果楼上的非要照片，我没事的时候拿相机去拍几张，主要是我喜欢用老式的手机不带照相机的，因为手机功能少，一般半个月充一次电。呵呵省事。

再有就是前一个问题，同样的工艺条件，什么都一样，同一炉出来的工件竟然寿命相差5-7倍，有点匪夷所思，现在理化室拿去化验个个项目，不过我估计也是瞎折腾，对于这种材料靠理化室估计白扯淡。

冰剑

耿建亭 发表于 2012-2-10 08:52
描述裂纹情况，和大件调质出现热应力纵向劈裂裂纹应该相似。
推测如下
1 升温过速

你说的也有道理，但是应该是同等条件下，相对较大的工件应该容易开裂，这次反而相反。这个材料我也了解过，应该是冷却到40°C都没问题的。而小工件随大工件同时冷却回火反而是小工件容易开裂，而且两个直径较小的工件是从中部直径相同的地方开裂而且一个是在第一次回火，一个是在第二次回火。大工件反而没事，现在对大工件大端进行盐浴回火。呵呵，最让人无法理解的是同一批工件，同一炉竟然寿命有相差5-7倍，好像难用理论解释吧。是不是问题出在锻造方面，但是化验结果材料，金相都是相同。难道在尺寸的设计上。就算在尺寸上公差也不是很大啊，难道一点点小的公差能有这么大的差别？

冰剑

孤鸿踏雪 发表于 2012-2-10 09:02
建议提供上述开裂件的照片

手绘一张给你作为参考吧。我也懒得去拍照片。

孤鸿踏雪

冰剑 发表于 2012-2-10 12:20
为什么非要照片？我描述的应该是很详细了，我就想知道，工艺相同条件相同的三个工件，为什么直径大的不开裂 ...

   “眼见为实，耳听为虚” 。我既不是怀疑你的描述有假，也不是说你描述得不清楚，而是见到照片就可看出一些端倪。

耿建亭

冰剑 发表于 2012-2-10 12:20  为什么非要照片？我描述的应该是很详细了，我就想知道，工艺相同条件相同的三个工件，为什么直径大的不开裂 ...

实话说吧，我看你一楼的描述费了很大的劲，最后只是知道大概想描述的东西。
工件开裂是和材料和热处理工艺密切相关的，在相同的工艺的前提下，会有一个危险截面范围，超过了这个范围无论大小都不容易开裂了。
如同我前面帖子提出来的，从描述的情况来看，淬火工艺、冷却工艺、回火工艺都需要考虑准确性。
至于你说说的模具寿命问题，既没有谈到模具的服役条件，又没有说明模具的具体模次，还没有说明失效方式，感觉即使进行分析，也有点大海捞针，无的放矢。
根据你回火的温度，模具可能用在压铸或热锻上。一般说来，此类模具出现轻微磨损，因疲劳裂纹稍大而失效属于较正常失效。如果出现腐蚀失效，不属于你一楼提出的问题范畴。如果出现压塌失效或者大裂纹开裂失效，属于提前失效。问题是，你没有告诉大家，模具的寿命不一样，失效方式是不是一样的？
如果想要找到原因，你给出的已知量越多，分析的结果可能会越接近。
个人意见，不足为凭。

qibao9891

回火加热时裂，应采用分段预热的方法升温。
回火冷却时裂，下回让他们用油冷，别冷透，150℃以上出油。

不过看样子没人会听。

冰剑

qibao9891 发表于 2012-2-10 22:28
回火加热时裂，应采用分段预热的方法升温。
回火冷却时裂，下回让他们用油冷，别冷透，150℃以上出油。

...

我会听，我们厂搞实验挺好，下午去看，三个工件直接拿走了，谁知道咋处理，呵呵~~估计过几天就又会过来几件。这个工件是作为锤头用。我们公司的员工都亲切的称我们厂是培训基地~~哈哈，一般他们爱咋折腾咋折腾，我一般只看不说。记住过程就可以了。因为说了说不定还有人骂我，呵呵~~~

qibao9891

我不担心有没有人骂你。
我只担心你会不会骂我........

这种件回火空冷后，表面常出现拉应力，导致开裂。回火冷却时裂的可能很大。用油冷是为了产生表面压应力，抵消拉应力。
原理虽如此，但终究还要靠实际操作，或者还要一点运气。

个人愚见，后果自负.........

冰剑

耿建亭 发表于 2012-2-10 17:11
实话说吧，我看你一楼的描述费了很大的劲，最后只是知道大概想描述的东西。
工件开裂是和材料和热处理工 ...

谢谢耿总，你说的对我很有用，我会从你说的这几个方面去观察。现在工件已经拿走，另外那个寿命长的已经停止工作，拿去刨件化验了，另外锻轧，加工，理化，和我们热处理的几方面会诊去了。我到时候看结果再结合工艺分析就可以了。

冰剑

qibao9891 发表于 2012-2-10 22:47
我不担心有没有人骂你。
我只担心你会不会骂我........

我为什么要骂你啊，其实有时候在生产当中，操作者都不按工艺操作的。原因是按工艺不合格，不按工艺出来的合格。三人行必有我师，论坛就是大家讨论的地方，不管对错都可以扩展眼界。我不但不骂你，反而要谢谢你的参与。我在机械加工车间呆了10年，在热处理又是10年。所以我相信一切事情都有可能。

孤鸿踏雪

qibao9891 发表于 2012-2-10 22:28
回火加热时裂，应采用分段预热的方法升温。
回火冷却时裂，下回让他们用油冷，别冷透，150℃以上出油。

...

   我在听，我也记住了

耿建亭

qibao9891 发表于 2012-2-10 22:28  回火加热时裂，应采用分段预热的方法升温。  回火冷却时裂，下回让他们用油冷，别冷透，150℃以上出油。  ...

回火分段升温的确和开裂有一定的关系。有时候第一次用下贝氏体温度区域回火，其最大目的另有所指。
从楼主描述的情况来看，裂纹似乎发生在回火过程中，我的理解就是，回火出炉马上发现了裂纹，而不是在回火后的冷却过程。回火后快冷，主要目的似乎在于快速通过韧性低谷温度区域。
从整片描述来看，个人认为，楼主需要将个奥氏体化工艺，冷却工艺，回火工艺都做出相应的调整。
如果想在生产中执行下去，感觉会有一定的难度。
任何缺陷的发生原因，都是多方面的，同时也有主次之分，个人认为，楼主所提问题，主要原因似乎很多，可能我和此贴的工艺员，操作员的思路不一样造成的。
个人意见，不足为凭。

华海

        淬火后先用220度回3h！