真空油淬表面增碳的判断正确吗？

热火流苏

请各位DX指教：
H13模坯，真空淬火+三次回火后发现开裂，模坯：锻后+退火（工艺不详）+加工中心切削成形；真空淬火：奥化温度1050，分段加热水550、850（各段保温时间查不到），油淬，回火用预抽真空井炉，550、620、620三次回火，每次三至五小时，客户要求硬度47~50HRC。
实物照片：

样品照片：

热火流苏

打开样品后，裂纹源位置比较明确：

裂纹源在样品中的位置，恰好是一个加工的台阶：

热火流苏

观察裂纹源位置的显微组织如下：

吉祥如意

表面增碳的数据。打光谱了吗？{:soso__3110130392203091378_3:}

aaron01

吉祥如意 发表于 2014-1-23 10:54
表面增碳的数据。打光谱了吗？

那表面上一堆白白的是什么呢？我看十有八九了。
楼主发帖很有条理，照片很有说服力，也许他还没上完呢，我们接着等等下文看。

热火流苏

回吉版：计划年后去打，我这边没光谱仪，又临近年关收官，诸事繁忙。

热火流苏

回艾版：高手就是高手，PF，关于这层东东，类似氮化后的白亮层，开始我以为是回火时产生的氧化物或者是试样抛光时的带来的，但测试其显微硬度就发现不是这回事，此物甚硬，和表面马氏体层的硬度很接近。
另：谢谢艾版的夸奖。

热火流苏

判断此表面组织为增碳现象的一个依据是显微硬度测试结果显示，从表面到基体，硬度呈梯度下降。（表面M硬度高达632.5HV0.3，心部硬度为463HV0.3）

aaron01

热火流苏 发表于 2014-1-23 13:14
回艾版：高手就是高手，PF，关于这层东东，类似氮化后的白亮层，开始我以为是回火时产生的氧化物或者是试样 ...

这个白层是残奥，可明显见到残奥被马氏体切割的痕迹，当然回火后这个马氏体只能说保留马氏体位相的回火组织了，高温回火都没把这些残奥转变完，可见原来这里碳浓度相当高。

热火流苏

判断此表面组织为增碳现象的另一个依据是第二张图的样品中三个模坯外表面的显微组织都有粗大马氏体针。
下图是底部表面的显微组织：

很明显，底部的增碳效果弱了很多。

aaron01

从板凳帖里的50X照片来看，增碳层比较深，楼主量下距离看，有0.2mm的渗层吗？
为什么会有那么深渗层呢？这个问题值得思考，真空油淬的话，淬火瞬间的增碳恐怕不会有那么深的渗层，那么是炉子中门漏气了？还是压根就不是在真空炉里做的呢？

热火流苏

这也是我的疑惑所在，最深处深度约为150微米，恰好有此热处理厂的另一件开裂模坯在我这检测，看其表面也有此现象，但增碳层明显薄很多。

吉祥如意

aaron01 发表于 2014-1-23 13:37
从板凳帖里的50X照片来看，增碳层比较深，楼主量下距离看，有0.2mm的渗层吗？
为什么会有那么深渗层呢？这 ...

还有一种可能：在真空淬回火之前，工件表层已经渗碳了。
追查一下退火情况。

aaron01

热火流苏 发表于 2014-1-23 13:51
这也是我的疑惑所在，最深处深度约为150微米，恰好有此热处理厂的另一件开裂模坯在我这检测，看其表面也有 ...

这个图里的开裂看起来是热处理前就已经裂了。{:soso_e104:}

吉祥如意

aaron01 发表于 2014-1-23 14:03
这个图里的开裂看起来是热处理前就已经裂了。

指氧化物吗？

苏治光

看到后几贴，觉得有点上路了
我认为真空油淬表面增碳可能性不大，理由是不可能哪么深，真空油淬表面增碳对H13来讲是很弱的，，，

aaron01

苏治光 发表于 2014-1-23 15:25
看到后几贴，觉得有点上路了
我认为真空油淬表面增碳可能性不大，理由是不可能哪么深，真空油淬表面增碳对H ...

苏生，如果中门不密封的话，加热时是不是会有油气进入加热室？记录纸上会看得出来这个问题吧，真空度会变坏的。

Adam

也有人说真空淬火后，表面有白色（4um左右），材料：PH17-4
其它的没有任何信息，
当然判断的方法很多的，不过他们好像不怎么着急，我后面也就没问了

落水残阳

aaron01 发表于 2014-1-23 13:26
这个白层是残奥，可明显见到残奥被马氏体切割的痕迹，当然回火后这个马氏体只能说保留马氏体位相的回火组 ...

的确是残奥，可残奥就一定是增碳导致的么？

热火流苏

关于白层是残奥一说，我不苟同，查阅过一些资料，这一层是残奥和大量复合碳化物的混合组织，非常耐腐蚀，故硬度值较高，如果单单是残奥，不会有那么高的硬度。
这一主题，我想不明白的主要是二个问题：1、瞬间的渗碳怎么会有那么深？2、高温回火后心部的马氏体从形态上看已经分解，而这一层高碳粗大马氏体为什么形态保持得那么完整？这是什么机理？

落水残阳

热火流苏 发表于 2014-1-24 10:01
关于白层是残奥一说，我不苟同，查阅过一些资料，这一层是残奥和大量复合碳化物的混合组织，非常耐腐蚀，故 ...

看从合金元素上能否解释

aaron01

落水残阳 发表于 2014-1-24 09:15
的确是残奥，可残奥就一定是增碳导致的么？

表层残奥量远高于内部，除了碳浓度差异，还能怎么解释？
什么元素降低MS点？碳对Ms点的影响是其他元素的十倍以上！
其他合金元素还能渗那么到表面？

aaron01

高合金钢，比如高速钢，哪怕在高温回火几次都会有残奥保留的。高合金元素使得奥氏体更稳定，转变更困难。
所以从这个角度来分析，渗了碳的H13表面保留部分残奥也并非就是不可能的，而且照片里的组织，残奥和回火马氏体混合的形态那么清晰，这还能有错了？

苏治光

“苏生，如果中门不密封的话，加热时是不是会有油气进入加热室？记录纸上会看得出来这个问题吧，真空度会变坏的”

真空度不一定变坏，前后室不漏气就不变，  加热时不会有油气（有也不多，被抽走）除非有较多能成碳物质

吉祥如意

aaron01 发表于 2014-1-24 10:31
高合金钢，比如高速钢，哪怕在高温回火几次都会有残奥保留的。高合金元素使得奥氏体更稳定，转变更困难。
...

又扯远了，碳从哪来的是正题？

落水残阳

aaron01 发表于 2014-1-24 10:31
高合金钢，比如高速钢，哪怕在高温回火几次都会有残奥保留的。高合金元素使得奥氏体更稳定，转变更困难。
...

探讨，纯探讨。
关于此金相的判断，残阳没有任何异议，如前面回帖所说，的确是残奥。
如艾伦所说，高速钢回火几次都会有残奥保留，残阳也知道。艾伦下面一句话说的更是重点：高合金元素使得奥氏体更稳定，转变更困难。残阳认为，之所以残奥在3次回火仍然存在，不是碳的作用，而是合金元素的作用。
合金元素的确没有可能渗或者扩散，但残阳认为溶还是有可能的。假设淬火加热过程中有一小段时间，温度冲的很高，表面温度高于内部，造成表面合金元素更多或全部的溶入奥氏体，从而淬火后表层残奥更多，也更耐回火（红硬性）。
这种解释，是否解释的通？是否有这个可能性？
残阳没做过这个材料，纯猜测一下。

落水残阳

吉祥如意 发表于 2014-1-24 10:39
又扯远了，碳从哪来的是正题？

入炉前没清洗干净？

吉祥如意

落水残阳 发表于 2014-1-24 10:52
入炉前没清洗干净？

指油类物质吗？

Adam

吉祥如意 发表于 2014-1-24 10:39
又扯远了，碳从哪来的是正题？

有淬火瞬间渗碳的说话

吉祥如意

落水残阳 发表于 2014-1-24 10:52
探讨，纯探讨。
关于此金相的判断，残阳没有任何异议，如前面回帖所说，的确是残奥。
如艾伦所说，高速钢 ...

找漏洞：
“残奥在3次回火仍然存在，不是碳的作用，而是合金元素的作用”。
个人认为：在所有合金元素中，对过冷奥氏体的影响，碳的影响是最大的。
假设当钢中的合金元素（包括碳元素）全部均匀溶入奥氏体时，合金元素对过冷奥氏体的影响是协同作用的结果。
所以，将碳与其他合金元素的影响割裂开来的说法是个漏洞。

吉祥如意

Adam 发表于 2014-1-24 11:15
有淬火瞬间渗碳的说话

首先应该此种渗碳的条件，也许会很苛刻的。

Adam

吉祥如意 发表于 2014-1-24 11:20
首先应该此种渗碳的条件，也许会很苛刻的。

手头上有真空炉的朋友，很容易用多种方法来证明

吉祥如意

Adam 发表于 2014-1-24 11:28
手头上有真空炉的朋友，很容易用多种方法来证明

如果真能实实在在的渗碳，岂不是好事一桩。

Adam

吉祥如意 发表于 2014-1-24 11:31
如果真能实实在在的渗碳，岂不是好事一桩。

楼主的开裂了  呵呵

喜欢上岸的鱼

我听说过W18系真空油淬有表明瞬间增碳的说法，H13还没有听说，我搬个板凳来学习。先要搞清楚是表面是增碳还是残奥。

喜欢上岸的鱼

47－50你们用620度，我42－45才用的580，比你的回火温度低。

热火流苏

喜欢上岸的鱼 发表于 2014-1-24 12:56
47－50你们用620度，我42－45才用的580，比你的回火温度低。

对这个回火温度，我也持续怀疑态度，但后来一想是井式炉，仪表的温度不是炉内的实际温度，另外，淬火温度高，回火温度要高点也是有可能的。
这是一家热处理厂做的一个产品，此热处理厂并不太规范（但肯定攒钱——有时候这就是个矛盾），工艺记录查不到，所有信息都是师傅口述的，仅供参考。

hongqk

师傅的口述不一定会准确，材料还开裂了，都怕自己会摊上责任。

鹰击长空

各位都是专家，用的是正常的工艺思路去分析问题，这个图我看了好几遍，大家可能被楼主的热处理工艺误导了（楼主也只是听说），估计热处理厂家的工艺应该是这样的，H13用纸包裹，外面再用不锈钢打包，1050淬油应该可信，但保温时间我看超过5个小时（从沙发第一张相片的组织估计），回火温度绝对不信，不会超过500度
大家应该知道很多个企热处理不会那么规范，设备不可能那么全，很多所谓的真空热处理都是不锈钢打包做，而有些在打包时里面又包了一层纸用来防止脱碳氧化（这可以提高淬火硬度，也会在表面有一层微渗碳现像），所以我得出的结论是此H13是包纸外再包不锈钢，箱式炉做，从入炉到出炉超8个小时，回火温度不对且回火时间不够三次。

鹰击长空

裂模的原因、没有分段加热、在1050保温时间过长，接近过烧、淬油可能没有预冷或预冷不够、因为高温保温时间太长而回火温度不够（那个什么620度回火、三次回火是出了事热处理厂在瞎掰）

以上只是我个人浅见。因为以前我就曾这么做的，呵呵！楼主去热处理厂诈一下就明白了

鹰击长空

大家可以试验一下的，就用报纸包一条普通铁线，（把直径三毫米的铁线包四五层报纸），然后外面再不锈钢包严，随炉升到920度保温30分钟出炉快速入盐水，铁线表面0.5mm可得到58--60HRC。920度保温1小时应该可以渗透

aaron01

鹰击长空 发表于 2014-1-24 16:50
各位都是专家，用的是正常的工艺思路去分析问题，这个图我看了好几遍，大家可能被楼主的热处理工艺误导了（ ...

你给我们提供了另外一种思路，非常有意思，可是这个案例里，表面残奥是怎么产生的呢？金相图片应该不会骗人的吧？这个怎么解释？

热火流苏

有想法比没想法好，这个案例在一个QQ群里讨论过，有人坚定地认为这是表面渗氮，现在又有人提出是包纸淬火，的确很有意思。关于师傅提供的信息不准确的说法我相信，但是包纸淬火一说没有根据，因为这家热处理厂我还是熟悉的，它一没有高温箱式炉，二从没使用过广东“真空”法。

鹰击长空

包不锈钢纸做不一定是箱式炉，井式炉台车炉也是可以做的，还有包不锈钢普通炉做不一定就比真空炉出来的产品差，只是这更需要师付的经验和技术，因为可以针对不同规格和形状的模具进行分级淬火。
下面我传两张我前几天淬火出来的相片（还没回火的），一张是冷冲模D2料，回火前63HRC，一张高尔夫球头热轧成型模具H13料，回火前58HRC

吉祥如意

鹰击长空 发表于 2014-1-25 13:22
包不锈钢纸做不一定是箱式炉，井式炉台车炉也是可以做的，还有包不锈钢普通炉做不一定就比真空炉出来的产品 ...

能告诉一下不锈钢纸的厚度吗？

轧辊技术

我觉得你拿这个问题在考验这些人，或者说是看这些人的技术水平

会呼吸的痛

真空热处理表面瞬时渗碳。

鹰击长空

吉祥如意 发表于 2014-1-25 13:53
能告诉一下不锈钢纸的厚度吗？

不锈钢纸一般用0.06厚，宽度在520左右，广东这边23--25一公斤（严格来说应该是401的不锈铁），打件十多二十公斤的包约3分钟，但我一个包一般打五十公斤以上（小件的多件一起包）

吉祥如意

鹰击长空 发表于 2014-1-24 17:11
大家可以试验一下的，就用报纸包一条普通铁线，（把直径三毫米的铁线包四五层报纸），然后外面再不锈钢包严 ...

外面固定铁丝被渗碳，包裹里面的工件会不会渗碳？

吉祥如意

会呼吸的痛 发表于 2014-1-25 23:51
真空热处理表面瞬时渗碳。

请告诉一下真空表面瞬时渗碳的必要条件和细节。