渗碳出啥问题了？

aaron01 · 发表于 2016-1-25 16:53:45

本帖最后由 aaron01 于 2016-1-26 13:52 编辑

淘了个帖子来：最近有一批20CRNIMO材料的工件，发出去渗碳淬火后发现表面硬度低，洛氏硬度计打只有HRC33-35，维氏硬度计打只有420HV5左右，心部大约HRC18-20，现在金相拍了几张图片请各位帮忙分析下是什么情况？
图见沙发楼层。

aaron01 · 发表于 2016-1-25 16:56:18

表面100X：

表面500X：

心部500X：

元芳，你怎么看？

小朱 · 发表于 2016-1-25 17:14:51

aaron01 发表于 2016-1-25 16:56
表面100X：

表面500X：

装炉量大了？没冷却好

草原的风 · 发表于 2016-1-26 01:46:38

感觉表面碳量不够啊，有自由铁素体，没有淬上火吗？还是回火温度过高了？

daswang · 发表于 2016-1-26 08:22:13

我大胆的设想一下，材料是20#钢，因为心部硬度只有这么低，表面硬度也低。20#钢未作碳氮共渗，只做渗碳硬度低，这个是正常的。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 08:58:36

其实核心问题是第三图，心部是什么组织，怎么来的？

清淡 · 发表于 2016-1-26 09:12:35

aaron01 发表于 2016-1-26 08:58
其实核心问题是第三图，心部是什么组织，怎么来的？

这种组织应该是比正火冷却更快，比淬火冷却更慢的速度区间形成的。

清淡 · 发表于 2016-1-26 09:14:45

草原的风发表于 2016-1-26 01:46
感觉表面碳量不够啊，有自由铁素体，没有淬上火吗？还是回火温度过高了？ ...

同感！表面含碳量估计不超0.6%。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 09:45:52

aaron01 发表于 2016-1-25 16:56
表面100X：

表面500X：

这个工件是什么产品？所谓的“心部”是特指齿轮的“齿芯”？还是其他类产品的几何中心？如果是其它产品有效几何尺寸？

aaron01 · 发表于 2016-1-26 10:14:35

清淡发表于 2016-1-26 09:14
同感！表面含碳量估计不超0.6%。

第二张图显示的表面组织主要是屈氏体，何以见得碳浓度低？

吉祥如意 · 发表于 2016-1-26 10:15:10

心部组织类似锻后正火的状态。{:soso__3110130392203091378_3:}
但是，有约定是渗碳淬火处理，可能与淬火前的工件温度有关。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 10:16:20

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 09:45
这个工件是什么产品？所谓的“心部”是特指齿轮的“齿芯”？还是其他类产品的几何中心？如果是 ...

这个还真不知道，暂且不考虑壁厚因素吧，20CrNiMo材料，出现这样的心部组织说明了什么？

boscoyong · 发表于 2016-1-26 10:39:54

本帖最后由 boscoyong 于 2016-1-26 10:41 编辑

第三张图，基本是贝氏体组织，有几处明显的粒贝，铁素体倒是没明显析出来

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 10:47:50

aaron01 发表于 2016-1-26 10:16
这个还真不知道，暂且不考虑壁厚因素吧，20CrNiMo材料，出现这样的心部组织说明了什么？ ...

这个芯部组织老孤基本看不明白！那些黑色的条状物是低碳马氏体吗？黄白色的的底衬呢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 10:48:38

清淡发表于 2016-1-26 09:12
这种组织应该是比正火冷却更快，比淬火冷却更慢的速度区间形成的。

清淡以为芯部为什么组织？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 10:49:25

吉祥如意发表于 2016-1-26 10:15
心部组织类似锻后正火的状态。
但是，有约定是渗碳淬火处理，可能与淬火前 ...

那黑色的条状物是珠光体吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 10:50:13

boscoyong 发表于 2016-1-26 10:39
第三张图，基本是贝氏体组织，有几处明显的粒贝，铁素体倒是没明显析出来 ...

那白色的基底和黑色的长条物各自是什么？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 11:21:16

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 10:49
那黑色的条状物是珠光体吗？

那是不可能的！

清淡 · 发表于 2016-1-26 11:38:38

aaron01 发表于 2016-1-26 10:14
第二张图显示的表面组织主要是屈氏体，何以见得碳浓度低？

没看清楚，我以为是马氏体。但是想想是屈氏体比较符合逻辑，因为心部组织冷成这样，表面冷却应该也块不到哪里去。

清淡 · 发表于 2016-1-26 11:41:12

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 10:48
清淡以为芯部为什么组织？

个人觉得心部有粒状贝氏体的感觉。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 11:43:10

清淡发表于 2016-1-26 11:41
个人觉得心部有粒状贝氏体的感觉。

粒贝基本可以肯定，但就是弄不清黑色条状物和黄白色的基底是何东东？

清淡 · 发表于 2016-1-26 12:00:58

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 11:43
粒贝基本可以肯定，但就是弄不清黑色条状物和黄白色的基底是何东东？ ...

类似碳化物的东东，这种组织我说不清，但是杨工想做应该可以做出来，20#钢加热奥氏体化，淬火。大块的样（淬不透的样），在过渡区应该就能看到这样的组织了。以前我好像见过类似的组织，刚刚找了一下，没找到。

guminjie · 发表于 2016-1-26 12:19:40

aaron01 发表于 2016-1-26 10:14
第二张图显示的表面组织主要是屈氏体，何以见得碳浓度低？

A老师好，渗碳缓冷组织会有网状渗碳体析出，什么情况下才能得到表面屈氏体？（从出炉到入介质时间太长），那些渗碳是渗到屈氏体中去了吗，忘老师不惜赐教

daswang · 发表于 2016-1-26 12:52:14

20crnimo，当表面碳浓度是0.2%时，淬火温度正常，可以达到40HRC左右，如果碳浓度达到0.5，硬度可以达到50HRC以上。如果材料正确，淬火温度太低，冷却速度慢，表面是屈氏体，心部是铁素体+贝氏体。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 13:03:03

本帖最后由 aaron01 于 2016-1-26 13:19 编辑

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 10:47
这个芯部组织老孤基本看不明白！那些黑色的条状物是低碳马氏体吗？黄白色的的底衬呢？ ...

心部硬度18HRC，恐怕不是马氏体，贝氏体都不止这个硬度。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 13:13:11

我认为，表面的主体组织是屈氏体，心部的主体组织是铁素体，之所以加主体2字，是为了避免一些局部微量的组织影响总体判断。
无论是硬度还是金相，显示的都应该是以上结论，有了以上判断，根本原因自然已经水落石出了。
这就是金相照片告诉我们的东西，后面的继续调查没必要再谈了，这个帖子发在金相版块而不是工艺版块，本身的目的并不是在于讨论工艺问题。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 13:15:49

guminjie 发表于 2016-1-26 12:19
A老师好，渗碳缓冷组织会有网状渗碳体析出，什么情况下才能得到表面屈氏体？（从出炉到入介质时间太长） ...

过共析钢缓冷，组织是珠光体加网状渗碳体，共析钢呢？
另外，不是还有伪共析现象吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 14:03:23

aaron01 发表于 2016-1-26 13:03
心部硬度18HRC，恐怕不是马氏体，贝氏体都不止这个硬度。

芯部硬度低会不会因为低碳马氏体的含量低？本身低碳马氏体硬度就低，再加上含量太低，硬度低也就不足为奇了

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 14:05:02

aaron01 发表于 2016-1-26 13:13
我认为，表面的主体组织是屈氏体，心部的主体组织是铁素体，之所以加主体2字，是为了避免一些局部微量的组 ...

那就是说，那黄白色的基地应该是铁素体了。那黑色条状物呢？珠光体耶？

Francois · 发表于 2016-1-26 16:26:53

我觉得黑色的条块状组织应该是断续珠光体，就是粒状贝体，感觉应该是渗碳二次加热淬火，加热不足和冷却均不足，如有不对，请指正。

aaron01 · 发表于 2016-1-26 16:31:07

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 14:05
那就是说，那黄白色的基地应该是铁素体了。那黑色条状物呢？珠光体耶？ ...

照片清晰度不够，但我认为珠光体的可能性非常大，表面、心部组织都指向冷速不够啊。
18HRC，是不是和正火硬度差不多呢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 17:23:05

aaron01 发表于 2016-1-26 16:31
照片清晰度不够，但我认为珠光体的可能性非常大，表面、心部组织都指向冷速不够啊。
18HRC，是不是和正火 ...

这个材料的淬透性很差，如果是几何尺寸很大的工件，芯部硬度不会很高的。我长期做一个配对齿轮（mn=4），材料为SAE8620H，技术要求渗碳淬回火后的齿芯硬度为31~43HRC。
其实，这个所谓的SAE8620H就是国产的20CrNiMoH，我用过莱钢、本钢、石钢和首钢的这种材料，采用920℃渗碳，然后降温至900℃均温后淬火，快速光亮淬火油，强力搅拌，剖检产品实物，其齿芯硬度一直在25~28HRC之间徘徊，但采用兴澄钢厂的同牌号材料，840℃淬火，齿芯硬度一直稳定在36HRC左右。

cnszgong · 发表于 2016-1-26 17:43:45

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 17:23
这个材料的淬透性很差，如果是几何尺寸很大的工件，芯部硬度不会很高的。我长期做一个配对齿轮 ...

我做过一个20CrNiMo材料比较大的渗碳齿轮，模数6左右吧，结果是渗碳部位表面硬度58HRC以上而非渗碳部位的表面硬度只有20HRC左右。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-26 17:53:38

cnszgong 发表于 2016-1-26 17:43
我做过一个20CrNiMo材料比较大的渗碳齿轮，模数6左右吧，结果是渗碳部位表面硬度58HRC以上而非渗碳部位的 ...

龚兄如何看待本主题？

cnszgong · 发表于 2016-1-26 18:45:23

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 17:53
龚兄如何看待本主题？

照片不是很清晰。
个人观点：表面碳浓度可能偏低，另外零件可能偏大、装炉量和装炉方法未知（淬火温度也未知）。这材料表面碳浓度大概要达到0.9～1.1%左右时才能时表面硬度达到顶峰。

cnszgong · 发表于 2016-1-26 18:48:53

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 17:53
龚兄如何看待本主题？

对于20CrNiMo的表面碳浓度达到0.6%就能使其表面硬度达到50HRC持保留意见。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-27 11:38:12

cnszgong 发表于 2016-1-26 18:48
对于20CrNiMo的表面碳浓度达到0.6%就能使其表面硬度达到50HRC持保留意见。

芯部组织及硬度呢？

cnszgong · 发表于 2016-1-27 12:16:05

孤鸿踏雪发表于 2016-1-27 11:38
芯部组织及硬度呢？

如果样块过大，渗不渗碳和心部组织及硬度没有关系吧。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-1-27 13:24:04

cnszgong 发表于 2016-1-27 12:16
如果样块过大，渗不渗碳和心部组织及硬度没有关系吧。

是的。关键是，你看主体提供的信息，芯部硬度18HRC，在对应主题上传的金相照片，判断一下芯部组织是什么？

aaron01 · 发表于 2016-1-29 11:52:30

本帖最后由 aaron01 于 2016-1-29 12:24 编辑

孤鸿踏雪发表于 2016-1-26 14:03
芯部硬度低会不会因为低碳马氏体的含量低？本身低碳马氏体硬度就低，再加上含量太低，硬度低也 ...

马氏体的硬度和含碳量有关，与其他因素关系不大，20钢的话，马氏体硬度应该在40HRC以上。现在心部才18HRC，只能说明马氏体量极少。。。
心部又和渗碳没有关系，马氏体量极少，只能说明冷却出了大问题喽{:soso__3110130392203091378_3:}

michealyong · 发表于 2023-3-2 10:14:16

aaron01 发表于 2016-1-29 11:52
马氏体的硬度和含碳量有关，与其他因素关系不大，20钢的话，马氏体硬度应该在40HRC以上。现在心部才18HRC ...

这个芯部组织似曾相识，我们也出现过类似组织，一款六档自动变速箱在跑了2000km后，牙齿剃光头了，仅剩齿根部分，回来分析，芯部组织和图三几乎一样，后来经过各种分析发现淬火时，淬火平台没有下降到底，导致热用料架上面几层没淬上火，知识熏了熏油烟

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渗碳出啥问题了？

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