讨论一下渗碳齿轮的碳化物问题

aaron01 · 发表于 2014-3-18 13:02:39

本帖最后由 aaron01 于 2014-3-18 13:25 编辑

这个话题是由来已久的争议问题，碳化物级别超差是有害的，毫无争议。
有争议的是，渗碳后表面组织是没有碳化物好，还是有不超差的碳化物存在好，哪种情况对渗碳齿轮零件的性能更有利？
几年前就有过类似的讨论，今天搬上来大家谈谈？

吉祥如意 · 发表于 2014-3-18 13:11:51

我的观点：细小质点状的均匀分布的碳化物是有益的。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 13:23:19

吉祥如意发表于 2014-3-18 13:11
我的观点：细小质点状的均匀分布的碳化物是有益的。

娃娃说的细小，有具体放大倍数吗？
是指光镜下还是电镜下看到的呢？

aaron01 · 发表于 2014-3-18 13:34:17

渗碳组织里，碳化物是一定有的，淬火马氏体虽然是过饱和固溶体，但还是有析出碳化物倾向的，回火过程也是碳化物析出过程，这些碳化物虽然你在光镜下看不到，但是它们是存在于淬火组织里的，这是早已证明了的。
这部分从马氏体里析出的碳化物，起到的弥散强化的作用，弥散度越大，硬度越高，耐磨性越好。

cnszgong · 发表于 2014-3-18 13:37:45

渗碳后表面组织有不超差的碳化物存在好;但这个度不太好掌握。因为材料的化学元素含量不同。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 13:40:45

本帖最后由 aaron01 于 2014-3-18 13:55 编辑

如果提高回火温度回火（高温回火温度范围），析出的碳化物聚集了，颗粒变大了，数量变少了，会怎么样？自然是弥散强化作用变弱，硬度和耐磨性下降。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 13:51:47

现在我们来看看，强化机理，
马氏体里的过饱和碳原子造成晶格畸变，这个称固溶强化。这个过饱和程度越高，强化效果越好。
第二相粒子弥散强化，马氏体中析出的细小碳化物属于此类，碳化物越细小，弥散程度越高，强化效果越好。

有人可能会问，低温回火以后零件硬度下降是什么原因呢？
主要是因为析出的细小碳化物多了，马氏体的过饱和度下降，虽然碳化物更多，但两种因素叠加，还是硬度呈缓慢下降趋势。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:01:36

那么高温回火阶段，硬度下降是什么原因呢？
自然是前面说的，析出的碳化物聚集，长大，数量变少而引起的。
可见，碳化物的数量、大小、形态对性能的影响是非常关键的。
在低温回火阶段，温度提高，碳化物变多，硬度下降。
而在高温区，温度提高，碳化物变少，硬度也下降。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:04:23

这个时候，再回过头来，说奥氏体里析出的碳化物，通常我们说的渗碳后碳化物级别，说的是这类碳化物，这类碳化物能起到什么作用呢？
能够影响马氏体里的碳原子过饱和度吗？
能够像马氏体里析出的三次渗碳体那样起到第二相弥散强化作用么？

村长 · 发表于 2014-3-18 14:10:31

aaron01 发表于 2014-3-17 21:40
如果提高回火温度回火（高温回火温度范围），析出的碳化物聚集了，颗粒变大了，数量变少了，会怎么样？自 ...

集聚了后就形成了几个碳化物相连了，外国工程师的说法是，不要有类是“dog carbide”，要是相连了，然后有长度的限制，这个在国内一些标准上面也有规定。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:15:13

村长发表于 2014-3-18 14:10
集聚了后就形成了几个碳化物相连了，外国工程师的说法是，不要有类是“dog carbide”，要是相连了，然后 ...

不是的，回火时析出的碳化物，聚集以后是点状的，和球退的碳化物类似。
本来是光镜下看不见的碳化物，高温回火以后，这些碳化物聚集了，就形成点状的碳化物了。
球退的硬度比普通正火、退火都低，什么原因呢？碳化物聚集长大的原因。

吉祥如意 · 发表于 2014-3-18 14:17:07

aaron01 发表于 2014-3-18 13:23
娃娃说的细小，有具体放大倍数吗？
是指光镜下还是电镜下看到的呢？

批500倍的光镜下观察。

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-3-18 14:18:42

当然是有细小弥散分部的碳化微粒、但碳化物不超级的渗碳齿轮好用、耐用。这是不言而喻的

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:21:01

孤鸿踏雪发表于 2014-3-18 14:18
当然是有细小弥散分部的碳化微粒、但碳化物不超级的渗碳齿轮好用、耐用。这是不言而喻的 ...

好用的原因是什么呢？

村长 · 发表于 2014-3-18 14:23:05

aaron01 发表于 2014-3-17 22:15
不是的，回火时析出的碳化物，聚集以后是点状的，和球退的碳化物类似。
本来是光镜下看不见的碳化物，高 ...

我们大齿轮就是这样的，上图
傲游截图20140318142228.jpg

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:25:53

村长发表于 2014-3-18 14:23
我们大齿轮就是这样的，上图

典型的图片！
这个齿轮好用吗？

村长 · 发表于 2014-3-18 14:27:38

aaron01 发表于 2014-3-17 22:25
典型的图片！
这个齿轮好用吗？

不晓得，要等20年后才知道

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:29:27

村长发表于 2014-3-18 14:27
不晓得，要等20年后才知道

这张是多少放大倍数的？
表面残奥你怎么判？1级？2级？
你这个是未溶碳化物，不是析出的{:soso_e120:}

村长 · 发表于 2014-3-18 14:32:25

本帖最后由村长于 2014-3-17 22:34 编辑

aaron01 发表于 2014-3-17 22:29
这张是多少放大倍数的？
表面残奥你怎么判？1级？2级？
你这个是未溶碳化物，不是析出的 ...

经过3次回火析出的500x，残余a我们采用百分含量

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:36:44

村长发表于 2014-3-18 14:32
经过3次回火析出的500x，残余a我们采用百分含量

你说是低温回火析出的那么大的碳化物？
你确信淬火态没有这个碳化物吗？

村长 · 发表于 2014-3-18 14:39:26

aaron01 发表于 2014-3-17 22:36
你说是低温回火析出的那么大的碳化物？
你确信淬火态没有这个碳化物吗？ ...

淬火太有，晶界上，小。

aaron01 · 发表于 2014-3-18 14:42:01

村长发表于 2014-3-18 14:39
淬火太有，晶界上，小。

这个事情诡异了，低温回火的话，不会有那么大个的碳化物颗粒析出的啊。
你这个像是在一淬后加的高温回火时析出的，而二淬温度又不高，所以才会未能掉高回时产生的球状碳化物的。

村长 · 发表于 2014-3-18 14:44:00

aaron01 发表于 2014-3-17 22:42
这个事情诡异了，低温回火的话，不会有那么大个的碳化物颗粒析出的啊。
你这个像是在一淬后加的高温回火 ...

中间加热的时候加了一个球化的工艺时间，呵呵

小小丑 · 发表于 2014-3-18 15:52:21

个人观点
有利的方面
1 碳化物有利
表面存在细小弥散碳化物对耐磨性有利。
2 无碳化物有利
减小电位差，降低电化学腐蚀的趋向，减小腐蚀造成失效倾向。
有害
1碳化物有害
第三应力可能造成碳化物周围可能存在细微裂纹，引发油锲模式粘着磨损或崩裂。
2无碳化物有害
表面缺乏较硬的质点支撑，易造成提前磨损失效。
任何事情需要一分为二的看待。当然，具体到指定的服役条件应该有一个最佳范围或界限，这个范围或者界限需要从事这一行业的人员的努力，最好建立数据库，这是一个庞大又繁琐的事情，或许不是材料和热处理从业人员能够左右的了的。
个人意见，不足为凭。

cnszgong · 发表于 2014-3-18 17:43:34

村长发表于 2014-3-18 14:44
中间加热的时候加了一个球化的工艺时间，呵呵

瞎猜一下：这个材料可能是17Cr2Ni2Mo

jjj · 发表于 2014-3-19 11:05:49

关于渗碳后的碳化物，各行业都是有标准的。HB把碳化物分为9级，一般零件6级以下，重要件、关键件3级以下，碳化物肯定是有的，但数量、形态、分布是要控制的。

jjj · 发表于 2014-3-19 11:08:16

500×光镜下观察

jjj · 发表于 2014-3-19 11:20:25

6级以下没有断续网状

aaron01 · 发表于 2014-3-19 12:24:00

村长发表于 2014-3-18 14:44
中间加热的时候加了一个球化的工艺时间，呵呵

能不能具体说说，中间加热？是指在二次加热淬火的时候，升温的时候在600C左右做个保温平台吗？

microsoft · 发表于 2014-3-19 18:40:03

上图是AGMA923关于碳化物的要求，这里说网状碳化物是不允许的，但颗粒状碳化物是允许的
是否可以理解为碳化物越少越好？

cnszgong · 发表于 2014-3-19 18:52:12

microsoft 发表于 2014-3-19 18:40
上图是AGMA923关于碳化物的要求，这里说网状碳化物是不允许的，但颗粒状碳化物是允许的
是否可以理解为碳 ...

这个还要看和客户签的技术协议上是怎么写的了。

cnszgong · 发表于 2014-3-19 18:56:18

另外对于大模数重载齿轮来说，渗碳后齿面需要磨齿的，那么碳化物越少越好。
碳化物多对磨齿有不利影响，比如磨削裂纹…

沧海一声笑 · 发表于 2014-3-24 19:42:27

cnszgong 发表于 2014-3-19 18:56
另外对于大模数重载齿轮来说，渗碳后齿面需要磨齿的，那么碳化物越少越好。
碳化物多对磨齿有不利影响，比 ...

赞同！！碳化物高了以后，往往残奥级别也不会好到哪里去！

沧海一声笑 · 发表于 2014-3-24 19:43:56

我们生产过程中会出现两个极端，要不就是木有碳化物，要不就是超过6级的碳化物

cnszgong · 发表于 2014-3-24 20:15:15

沧海一声笑发表于 2014-3-24 19:43
我们生产过程中会出现两个极端，要不就是木有碳化物，要不就是超过6级的碳化物 ...

哦你们采用碳控系统？
有没有总结过哪种材料容易出现碳化物，哪种材料不容易出现碳化物？

沧海一声笑 · 发表于 2014-3-24 20:38:27

cnszgong 发表于 2014-3-24 20:15
哦你们采用碳控系统？
有没有总结过哪种材料容易出现碳化物，哪种材料不容易出现碳化物？ ...

探头有问题的时候就会出现异常了！

cnszgong · 发表于 2014-3-24 21:25:04

沧海一声笑发表于 2014-3-24 20:38
探头有问题的时候就会出现异常了！

我这边上星期连续报废了两支氧探头（马拉松的），现在换用一支国产的，不过其毫伏值有偏差。

cnszgong · 发表于 2014-3-24 21:27:56

cnszgong 发表于 2014-3-24 21:25
我这边上星期连续报废了两支氧探头（马拉松的），现在换用一支国产的，不过其毫伏值有偏差。 ...

偏差20毫伏左右，估计是锆球化学成分有问题，正在密切观察中。

Adam · 发表于 2014-3-25 08:47:57

出现我们国家汽车齿轮标准金相图谱的碳化物基本就是不好了，
2级及以上最好不要有，起码不能经常出现（一年3次以内吧，设备故障等）

村长 · 发表于 2014-3-25 09:23:16

microsoft 发表于 2014-3-19 02:40
上图是AGMA923关于碳化物的要求，这里说网状碳化物是不允许的，但颗粒状碳化物是允许的
是否可以理解为碳 ...

我们就做grade 3.呵呵，机密哦

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-3-25 10:58:40

aaron01 发表于 2014-3-18 14:21
好用的原因是什么呢？

当然是耐磨啊

hnhxslr · 发表于 2014-3-25 13:57:48

aaron01 发表于 2014-3-18 13:40
如果提高回火温度回火（高温回火温度范围），析出的碳化物聚集了，颗粒变大了，数量变少了，会怎么样？自 ...

提高回火温度回火（高温回火温度范围），析出的碳化物聚集了?颗粒变大了?数量变少了?这个问题是真命题还是假命题？

hnhxslr · 发表于 2014-3-25 14:07:54

aaron01 发表于 2014-3-18 14:42
这个事情诡异了，低温回火的话，不会有那么大个的碳化物颗粒析出的啊。
你这个像是在一淬后加的高温回火 ...

我也觉得这个碳化物是这样形成的

aaron01 · 发表于 2014-3-25 14:19:40

本帖最后由 aaron01 于 2014-3-25 14:34 编辑

hnhxslr 发表于 2014-3-25 13:57
提高回火温度回火（高温回火温度范围），析出的碳化物聚集了?颗粒变大了?数量变少了?这个问题是真命题还 ...

④ 渗碳体聚集长大和α相再结晶（＞400℃）
400℃以上，高度弥散分布的极细小粒状渗碳体逐渐转变为较大粒状渗碳体，到600℃以上渗碳体迅速粗化。此外，在450℃以上。α相发生再结晶，铁素体由针状转变为块状(多边形)。这种在多边形铁素体基体上分布着粗粒状渗碳体的复相组织，称为回火索氏体，其显微组织如图3-27所示。淬火应力完全消除，硬度明显下降。

金属热处理原理（刘云旭） 232.pdf (112.69 KB, 下载次数: 47)