急急急！！！40CrNiMo开裂的讨论

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-25 11:05:34

本帖最后由戀`_祢`·.呗于 2015-10-25 19:17 编辑

材料:40CrNiMo
淬火840度，水冷80s，油冷之室温；回火540度，热水冷却之室温！！
一共四件，两个一串，两串！
一件出现裂纹，剩余三件都完好！
希望能得到指点！

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-25 11:53:52

楼主有没有搞清楚：是水淬油冷后已经开裂？还是高回后水冷开裂？，高回之后为什么要水冷？另外水淬油冷中的水淬时间80S是如何确定的？依据？

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-25 12:01:23

孤鸿踏雪发表于 2015-10-25 11:53
楼主有没有搞清楚：是水淬油冷后已经开裂？还是高回后水冷开裂？，高回之后为什么要水冷？另外水淬油冷中的 ...

1、淬火之后没有发现（但不知道是不是淬火之后就产生）；2、回火之后发现裂纹；3、避免脆性区；4、80s是由平常的经验积累的！
谢谢

小袁 · 发表于 2015-10-25 12:33:59

请问楼主：1.这种工件是不是常规加工件，以前是否有加工过；
2.裂的那件工件是第几串，是上面的还是下面的；是井式炉还是台车炉加热的，

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-25 14:16:47

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-25 12:01
1、淬火之后没有发现（但不知道是不是淬火之后就产生）；2、回火之后发现裂纹；3、避免脆性区；4、80s是 ...

一般情况下40CrNiMo并无高温回火脆性，看看这个（附件截图）

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-25 14:18:36

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-25 12:01
1、淬火之后没有发现（但不知道是不是淬火之后就产生）；2、回火之后发现裂纹；3、避免脆性区；4、80s是 ...

从你上传的图片看，基本可以确定是水淬油冷中的水淬时间过长而淬裂的！请问你那个件的有效厚度多厚？

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-25 15:36:35

小袁发表于 2015-10-25 12:33
请问楼主：1.这种工件是不是常规加工件，以前是否有加工过；
2.裂的那件工件是第几串，是上 ...

井式电阻炉！第二串的最下面一下！不是常规件！

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-25 15:40:24

孤鸿踏雪发表于 2015-10-25 14:18
从你上传的图片看，基本可以确定是水淬油冷中的水淬时间过长而淬裂的！请问你那个件的有效厚度多厚？ ...

180mm厚度！应该是属于完全淬透之后出现的淬火裂纹？？

狂龙 · 发表于 2015-10-25 16:42:47

我和杨工有不同的看法。从楼主提供的图片来看，粗看是淬火裂纹无疑。但这个裂纹真是水冷时间过长引起的。我看未必。杨工没有看到楼主的回帖，它的厚度是180毫米。根据他的厚度来说采用水冷时间80秒，一点也不长。甚至个人认为还可以延长至120秒。从第三张图片来看，工件表面的上部好像有一个疤痕，下部有一个孔洞。且能看到明显的加工刀痕。所以我怀疑是原材料的问题。其它三件应该没有此问题吧。如果是水冷时间长引起淬裂。那怎么解释其它三件没裂呢。
热处理原料问题，我们无法控制但我们可以通过工艺，尽可能的减少开裂倾向。建议低温进炉。保温充分。出炉预冷。淬后及时回火。
另40CrNiMo由于含钼量不高，仅有0.20%左右，一般情况下，对回火脆性不敏感。但对大截面零件，仍有少许回火脆性倾向，如大截面零件回火后缓冷，冲击值会有些降低。针对楼主的工件个人认为高回后不用快冷。已经快冷的，最好也加一次低于450度的补充回火。可减少50%的残余应力。

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-25 19:15:47

孤鸿踏雪发表于 2015-10-25 14:18
从你上传的图片看，基本可以确定是水淬油冷中的水淬时间过长而淬裂的！请问你那个件的有效厚度多厚？ ...

杨工，您说这个找到裂纹源分析一下裂纹两边是否有氧化物和金相的必要吗？还有材料成分的分析？
还有这个裂纹源怎么找？

simida · 发表于 2015-10-25 22:37:53

孤鸿踏雪发表于 2015-10-25 14:16
一般情况下40CrNiMo并无高温回火脆性，看看这个（附件截图）

老孤果然专业。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-26 07:38:21

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-25 19:15
杨工，您说这个找到裂纹源分析一下裂纹两边是否有氧化物和金相的必要吗？还有材料成分的分析？
还有这个 ...

做失效分析当然有必要，不过我觉得，你的淬火控制明显存在问题

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-26 10:38:34

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-10-26 13:17 编辑

狂龙发表于 2015-10-25 16:42
我和杨工有不同的看法。从楼主提供的图片来看，粗看是淬火裂纹无疑。但这个裂纹真是水冷时间过长引起的。我 ...

      双液淬火的关键是要把握在第一种冷却介质（快冷）的时间，即自第一种冷却介质提出的最佳时机（时刻）。提出太早，则不易淬硬；提出稍迟，则易淬裂。在工业生产中，碳素工具钢双液淬火在水中停留时间可按1s/3mm控制，也可以振动和水鸣停止为界，还有在火色消失的一倍时间提出。形状复杂的工件可按1s/4~5mm。按上述时间控制时，基本可保工件出水温度在400~250℃之间，既能获得马氏体组织，也使淬火应力限制在最低水平，从而大大降低工件的变形开裂倾向。当采用油淬—空冷双重淬火时，则油中停留时间以1s/1mm计。

      如果按碳素钢1s/3mm控制水中停留时间，应该水冷60S，水中多停留20S那可不是一个一搬的时间概念，更何况是合金钢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-26 10:41:06

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-25 19:15
杨工，您说这个找到裂纹源分析一下裂纹两边是否有氧化物和金相的必要吗？还有材料成分的分析？
还有这个 ...

我个人觉得，这就是淬裂件或回火水冷致裂件，完全没必要再去做失效分析！

但这只是我个人的一管之见，所以，还是建议你听听其他大侠的解答和分析意见

大浪淘沙 · 发表于 2015-10-26 11:28:28

水冷时间过长，另外3件全部要做探伤，其实540回火，硬度在30-35之间，没有必要水冷这么长时间，下次最好用淬火介质，防止类似时间发生

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-26 12:32:49

孤鸿踏雪发表于 2015-10-26 07:38
做失效分析当然有必要，不过我觉得，你的淬火控制明显存在问题

恩！谢谢杨工的不吝赐教

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-26 12:33:46

孤鸿踏雪发表于 2015-10-26 10:38
双液淬火的关键是要把握在第一种冷却介质（快冷）的时间，即自第一种冷却介质提出的最佳时机（时 ...

恩！学习了！在以后的工作中辉注意的！谢谢

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-26 12:34:57

大浪淘沙发表于 2015-10-26 11:28
水冷时间过长，另外3件全部要做探伤，其实540回火，硬度在30-35之间，没有必要水冷这么长时间，下次最好用 ...

恩！好的！随后做一下探伤处理！

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-26 12:35:30

大浪淘沙发表于 2015-10-26 11:28
水冷时间过长，另外3件全部要做探伤，其实540回火，硬度在30-35之间，没有必要水冷这么长时间，下次最好用 ...

恩！好的！随后做一下探伤处理！

qibao9891 · 发表于 2015-10-26 14:08:22

淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷的可能，须进一步金相检验。
出炉预冷、控制（降低）水温、适当减少水冷时间（水冷时间太少会增加开裂倾向，裂纹与此相仿，但裂纹源和机理略有不同）、加强内孔冷却均有助于减轻此种开裂倾向。
个人愚见，轻拍。

戀`_祢`·.呗 · 发表于 2015-10-26 19:31:55

qibao9891 发表于 2015-10-26 14:08
淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷 ...

水冷时间太少会增加开裂倾向，裂纹与此相仿，但裂纹源和机理略有不同??????

谢谢！只是这句话不怎么能理解！希望能指点一下！

qibao9891 · 发表于 2015-10-26 20:33:56

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-26 19:31
水冷时间太少会增加开裂倾向，裂纹与此相仿，但裂纹源和机理略有不同??????

谢谢！只是这句话不怎么能理 ...

这是我个人观点，不一定对，可以无视之。
伯龙马、汪庆华和本贴杨版的观点是主流观点，如有疑问，以主流观点为准。

狂龙 · 发表于 2015-10-27 07:00:11

孤鸿踏雪发表于 2015-10-26 10:38
双液淬火的关键是要把握在第一种冷却介质（快冷）的时间，即自第一种冷却介质提出的最佳时机（时 ...

杨工，不好意思。又来和你较劲了。无意冒犯。只是说说我的观点。
双液淬火法的关键是控制工件的水冷时间。根据实验，
碳钢工件厚度为5~30毫米时，其水冷时间可按每3~4毫米冷却一秒钟计算。若工件厚度增大，其水冷时间应略为增加，而对于形状复杂或合金钢的工件，水冷时间应减少到4~5毫米冷却一秒钟。
对于采用水淬油冷的大截面工件，按照工件心部冷却到300~350度的要求。其水冷时间可按每毫米冷却1.5~3秒约略计算。凡截面大者，宜取上限，截面小者，则取下限。碳钢可取上限，合金元素含量较多者则宜取下限。
楼主的工件，厚度180毫米。个人认为应按大截面工件计算水冷时间。不知然否，请大家拍砖

大浪淘沙 · 发表于 2015-10-27 09:28:20

qibao9891 发表于 2015-10-26 14:08
淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷 ...

高手，我也认为裂纹源在内孔，因为水冷时内孔处冷却极不均匀，蒸汽膜阶段比外面更恶劣

大浪淘沙 · 发表于 2015-10-27 09:31:24

这个材料淬普通油，表面硬度可以达到，但是强度方面达不到

小小丑 · 发表于 2015-10-27 17:04:34

狂龙发表于 2015-10-25 16:42
我和杨工有不同的看法。从楼主提供的图片来看，粗看是淬火裂纹无疑。但这个裂纹真是水冷时间过长引起的。我 ...

龙哥，抬个杠。
您所述的表面缺陷孔洞我也看到了。按照您的逻辑，裂纹最少也应该贯穿缺陷孔洞或者在缺陷孔洞处吧？现在裂纹离缺陷孔洞远远的。
好像第三张图，裂纹贯穿整个中心线，同时中间有孔的位置也没有阻挡住裂纹的步伐，貌似基本将工件一分为二似的。
手机看图，看不太真切，看错了欢迎你继续抬杠啊。

个人认为，裂纹属于纵裂，同时需要考虑豹哥的第二种推测。
1，减少水冷时间。
2，加强内孔冷却。
3，怀疑材料内部存在类似表面看到的孔洞（如气孔）等缺陷。
4，裂纹萌生于工件厚度中间部位，然后向表面扩展。
个人意见，不足为凭。把水搅浑了，才能来大鱼。呵呵呵

小小丑 · 发表于 2015-10-27 17:27:05

不知道其余三件探伤了没有，怀疑另三件全部有内伤。个人意见，不足为凭。

beyond · 发表于 2015-10-27 21:39:04

这种材料最好遇冷后PAG转油，效果更好

狂龙 · 发表于 2015-10-29 07:55:41

小小丑发表于 2015-10-27 17:04
龙哥，抬个杠。
您所述的表面缺陷孔洞我也看到了。按照您的逻辑，裂纹最少也应该贯穿缺陷孔洞或者在缺陷 ...

抬杠就抬杠。首先该裂纹属于纵裂这点没有异议。只是该纵裂产生的原因。还有待商榷。
我认为纵裂产生原因无非两个。即原材料宏观缺陷和冷却过快。
关于冷却过快，楼主的工件180毫米的厚度，冷却80秒。我认为时间不长。过去我做过40Cr的轴，上了60毫米厚度的轴，我都是采用每毫米冷却1秒的水冷时间计算的。从未出现淬裂。只是有一根掉入水槽。第二天捞出，裂成两半。就像刀劈的一样。
关于原材料宏观缺陷，毕竟在开裂的工件上我看到了两处明显缺陷。且在第三幅图上的上部疤痕位置也出现了发纹。仔细看在内孔位置，还能看到一条不太明显的裂纹。个人还是倾向于工件的外表层的宏观缺陷造成的开裂。这些缺陷有可能是碳化物偏析，剥落或非金属夹杂。

狂龙 · 发表于 2015-10-29 07:55:42

小小丑发表于 2015-10-27 17:04
龙哥，抬个杠。
您所述的表面缺陷孔洞我也看到了。按照您的逻辑，裂纹最少也应该贯穿缺陷孔洞或者在缺陷 ...

抬杠就抬杠。首先该裂纹属于纵裂这点没有异议。只是该纵裂产生的原因。还有待商榷。
我认为纵裂产生原因无非两个。即原材料宏观缺陷和冷却过快。
关于冷却过快，楼主的工件180毫米的厚度，冷却80秒。我认为时间不长。过去我做过40Cr的轴，上了60毫米厚度的轴，我都是采用每毫米冷却1秒的水冷时间计算的。从未出现淬裂。只是有一根掉入水槽。第二天捞出，裂成两半。就像刀劈的一样。
关于原材料宏观缺陷，毕竟在开裂的工件上我看到了两处明显缺陷。且在第三幅图上的上部疤痕位置也出现了发纹。仔细看在内孔位置，还能看到一条不太明显的裂纹。个人还是倾向于工件的外表层的宏观缺陷造成的开裂。这些缺陷有可能是碳化物偏析，剥落或非金属夹杂。

汤大郎 · 发表于 2015-10-29 10:36:34

建议上个碱浴，避免了双液淬火的风险和尴尬。如果仍有裂纹，那材料问题是逃不了了！

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-29 16:15:40

狂龙发表于 2015-10-29 07:55
抬杠就抬杠。首先该裂纹属于纵裂这点没有异议。只是该纵裂产生的原因。还有待商榷。
我认为纵裂产生原因 ...

40Cr的淬透性与40CrNiMo相差不少吧？

simida · 发表于 2015-10-29 20:33:49

孤鸿踏雪发表于 2015-10-29 16:15
40Cr的淬透性与40CrNiMo相差不少吧？

老孤，没见你几天有点郁闷。我很多东西想问你呢。

小小丑 · 发表于 2015-10-29 21:02:26

狂龙发表于 2015-10-29 07:55
抬杠就抬杠。首先该裂纹属于纵裂这点没有异议。只是该纵裂产生的原因。还有待商榷。
我认为纵裂产生原因 ...

对不起龙哥，我打字打错了。
本来是想打纵劈的，结果打成了纵裂。
纵劈引起开裂原因就是豹哥所说的热应力的原因，存在于心部未淬透的工件。
引发的裂纹源可以是冶金不良引起的工件中间部位的缺陷，夹杂啊，气泡啊都可以。
至于表面，你就是拿个铣刀铣出一个五毫米深的槽，照样不会引起开裂。
这个件纯粹就是内伤，从心部开始裂，慢慢的扩展到表面。
纵裂是外伤，有时候两种裂纹的形状很相近，但是发生的机理不一样，这句话豹哥已经交代过。
个人意见，不足为凭。

小小丑 · 发表于 2015-10-29 21:15:16

qibao9891 发表于 2015-10-26 14:08
淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷 ...

豹哥，咱俩的是一个观点。
其实就是纵劈。纵劈不是纵裂。
同时，我认为存在于工件心部的冶金缺陷是裂纹萌生源。
你说的小孔的内端，我在手机上看不真切。如果此工件的内孔壁上有这样的缺陷，恰好内孔很小，冷却不良。这样比方吧，相当于没有开孔的冷速，那么这个小孔的内端或许会成为裂纹源。
不过，我个人感觉，材料内部缺陷存在的概率很大。并且，即使没有这样的缺陷，也照样会开裂，并且将工件分开的很整齐，像刀子切豆腐那样的锋利的断裂面。

小小丑 · 发表于 2015-10-29 21:25:12

qibao9891 发表于 2015-10-26 14:08
淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷 ...

豹哥，咱俩的意见一致。
我认为是纵劈，不是纵裂。
不过裂纹源，我感觉是内部冶金缺陷。您所说的内孔端面，我在手机看图看不太真切。如果正好这个尖端处于工件的中心线上，并且内孔冷速很慢，相当于没有开孔时候的冷速吧，这个尖端会成为裂纹源。
如果内孔的冷速高于没有开孔时的冷速，那么裂纹的萌生将向工件外表面方向移动。
不管怎么样，我认为是内伤，裂纹是在工件芯部开始的，然后向外面扩展的。
个人意见，不足为凭。

小小丑 · 发表于 2015-10-29 21:32:56

qibao9891 发表于 2015-10-26 14:08
淬冷后期的热应力裂纹。
裂纹源在内孔。在小孔内端尖角的可能性最大。裂纹源如不在此处，则考虑伴材料缺陷 ...

豹哥，第三次发同意你的观点了。
连续一个小时算是耗上了，总是打完之后，重新翻看，结果回复没有了。
这次就简单点吧，我认为是纵劈，是热应力引起，是心部起源，是内部冶金缺陷引起。
个人意见，不足为凭。

小小丑 · 发表于 2015-10-29 22:05:42

狂龙发表于 2015-10-29 07:55
抬杠就抬杠。首先该裂纹属于纵裂这点没有异议。只是该纵裂产生的原因。还有待商榷。
我认为纵裂产生原因 ...

如果是上了60-80毫米的T10，如果水冷，基本工件水槽时大概就能听到声音了。典型的纵劈。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-30 07:46:11

simida 发表于 2015-10-29 20:33
老孤，没见你几天有点郁闷。我很多东西想问你呢。

感谢你的关注和错爱，我只是喜欢胡说八道而已。其实，家里有很多资深专家的，你只要有一浏览他们的帖子，就不难发现。他们一样有一颗火热的助人之心

simida · 发表于 2015-10-30 19:43:39

孤鸿踏雪发表于 2015-10-30 07:46
感谢你的关注和错爱，我只是喜欢胡说八道而已。其实，家里有很多资深专家的，你只要有一浏览 ...

老孤，别这么客气。我不习惯

大拇指xp · 发表于 2018-7-5 14:49:31

戀`_祢`·.呗发表于 2015-10-25 12:01
1、淬火之后没有发现（但不知道是不是淬火之后就产生）；2、回火之后发现裂纹；3、避免脆性区；4、80s是 ...

避免脆性区也不至于热水冷啊，书上说快速冷却，空冷就挺快

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