氮化/软氮化工艺过程是否会导致产品开裂？

孤鸿踏雪

       近几天到老家淘宝、浏览帖子，发现有关氮化/软氮化产品开裂的案例也不少。

      大家可以讨论一下：氮化/软氮化工艺过程控制不当，是否会导致产品开裂？或在什么情况下会导致开裂？

aaron01

说到开裂原因，肯定是应力超过材料的抗拉强度才会出现，可氮化过程哪来的那么大的应力呢？解释不了，我也没遇见过，沙发观望ing...

见仁见智

发生开裂的现象，尚没有遇见过。仅见到经过软氮化的零件出现氢脆导致产品不能使用的报导，也遇到铁基粉末冶金零件气体渗氮后变脆的情况——至今还没有想出解决的办法。是呀，在什么情况下会导致开裂，您淘宝时发现了什么样的例子？

所以因为

同样的产品在氮化/软氮化之前的热处理工艺上的差别，会导致产品变形量的不同是存在的，开裂现象确实少见。

cnszgong

我觉得应该有这种问题。
比如：40Cr渗氮后缓冷（回火脆性）。

孤鸿踏雪

见仁见智 发表于 2013-2-2 17:53

                               
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发生开裂的现象，尚没有遇见过。仅见到经过软氮化的零件出现氢脆导致产品不能使用的报导，也遇到铁基粉末冶 ...

      我淘宝时看到多个述说氮化产品出炉开裂的帖子，要求分析原因，但跟帖和回帖寥寥。

所以因为

孤鸿踏雪 发表于 2013-2-2 17:58

                               
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我淘宝时看到多个述说氮化产品出炉开裂的帖子，要求分析原因，但跟帖和回帖寥寥。 ...

有可能在未氮化之前就有微裂纹存在，在氮化后明显反映出来。
乱猜一下。

潇潇暮雨

cnszgong 发表于 2013-2-2 17:57

                               
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我觉得应该有这种问题。
比如：40Cr渗氮后缓冷（回火脆性）。

      回火脆性谅不至于导致产品出炉后开裂吧？

aaron01

我认为渗氮时不会有回火脆性问题，不需要考虑，不可能拿淬火态材料，或者低温回火态材料去直接做渗氮。

aaron01

我认为我们说的回火脆性是针对淬火钢而言的，而在其他时候不需要考虑这个问题。
原因在于淬火钢在淬火后马氏体中存在过饱和的碳浓度分布，马氏体本身溶碳能力非常低，低于0.02%,这种过饱和含碳马氏体是不稳定相，在加热后会有三次渗碳体的析出，我觉得回火时合金元素在原奥氏体晶界的析出应该与碳化物析出有关，如果材料在奥氏体温度以下已经有过充分的三次渗碳体析出，如正火、退火、调质处理后，再把其加热至奥氏体化温度以下时，就没有这个三次渗碳体析出过程，也就不需要考虑回火脆性问题了。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2013-2-2 18:06

                               
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我认为渗氮时不会有回火脆性问题，不需要考虑，不可能拿淬火态材料，或者低温回火态材料去直接做渗氮。 ...

      似乎过去的文献有介绍淬火后直接渗氮，可省略高温回火的工艺，以前dhzhou888前辈似乎也介绍过，但我认为，即使存在所谓的回火脆性，也不至于引起渗氮开裂的

aaron01

听说过一些模具渗氮的例子，脆性的白亮层太厚，在使用过程中出现剥落现象。
至于杨工所说的淬火态材料直接做氮化，还是谨慎些好，一个是变形肯定很大，另外一个确实是有回火脆性问题的，对服役性能肯定是不利的。

孤鸿踏雪

所以因为 发表于 2013-2-2 18:04

                               
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有可能在未氮化之前就有微裂纹存在，在氮化后明显反映出来。
乱猜一下。 ...

      您蒙的有一定道理。我赞同氮化前已经开裂而为及时发现。

      一般重要产品的无损检测多在成品是进行，而忽略预备热处理的无损检测。当在氮化后探伤发现开裂时，自然就会联想到最后一道热处理工序，所以怀疑氮化引起开裂，多数情况下是由惯性思维造成的。事实上，由于中碳低合金结构钢或其它合金钢，包括高合金工具钢等氮化前都是要进行普通热处理（调质、淬火回火）的，所以，不可避免地存在淬裂的可能。而这些中间热处理过程躲避了无损检测，所以，一旦成品探伤发现开裂或裂纹，账自然要记到最终热处理工序上。

      这种桃代李僵的现象，在社会生活中就屡见不鲜。但氮化过程是否就绝对不会产生开裂，也是值得深入探究的！至少，可能性不能完全被排除。

所以因为

孤鸿踏雪 发表于 2013-2-3 10:23

                               
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您蒙的有一定道理。我赞同氮化前已经开裂而为及时发现。

      一般重要产品的无损检测多在成品是 ...

我认识一位上海大学校办工厂的师傅，做离子氮化的，从他开始做到现在，没有发现开裂或裂纹的现象。
其他氮化形式的就不太清楚。

aaron01

呵呵，我做化学热处理20年，氮化软氮化开裂我听都没听到过，渗碳淬火只碰到一次裂的，还是40CrNiMo材料做的渗碳淬火，手下新人没见识过中高碳钢淬火开裂问题，开的工艺把零件心部都淬死了，就裂了一根，纵向裂纹，后来改了工艺后再没裂过。
我想说的是化学热处理由于表面残余压应力的问题，一般不会出现开裂问题。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2013-2-3 10:41

                               
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呵呵，我做化学热处理20年，氮化软氮化开裂我听都没听到过，渗碳淬火只碰到一次裂的，还是40CrNiMo材料做的 ...

       我主题所描述的这些现象绝非杜撰！
       就在去年，我们家园里的xiulirong就通过QQ向我咨询氮化件开裂问题。我就提醒他有可能是氮化前已经开裂。如果是这样，可以通过裂纹的断口检查确认

qibao9891

氮化软氮化接触的很少，门外汉。

虽然氮化后是表面压应力，这只是局部的。如果在特定工件上，这种压应力就会因某种结构或原因形成拉应力。
氢脆也不可小视，白点连成片就是裂纹。氢致开裂能见到。前几天朋友有热镀的工件开裂，考虑是氢在某处（缺陷）富集，冷却中形成氢气膨胀。实际上氮化也有类似过程：吸氢---高温扩散富集---冷却氢溶解度降低。

愚见轻拍。

孤鸿踏雪

所以因为 发表于 2013-2-3 10:32

                               
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我认识一位上海大学校办工厂的师傅，做离子氮化的，从他开始做到现在，没有发现开裂或裂纹的现象。
其他 ...

       仅仅一次不能断言氮化不当未必不能造成开裂。我想这一点，dhzhou888前辈应该有另类解读

dhzhou888

孤鸿踏雪 发表于 2013-2-3 10:13

                               
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似乎过去的文献有介绍淬火后直接渗氮，可省略高温回火的工艺，以前dhzhou888前辈似乎也介绍过 ...

对于气阀弹簧钢，淬火后要求的回火温度较高，可以省略回火。

dhzhou888

孤鸿踏雪 发表于 2013-2-3 15:04

                               
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仅仅一次不能断言氮化不当未必不能造成开裂。我想这一点，dhzhou888前辈应该有另类解读 ...

高合金钢模具渗氮后如果没有冷透就水冷或清洗，很容易开裂。高合金钢不能直接水冷，否则会开裂。

Adam

氮化产生裂纹的的可能性不大
但是，特别情况下，产生微裂纹还是有可能

孤鸿踏雪

        今天在其它网站浏览帖子，再次看到有渗氮开裂的新帖出现，内容如下：

         材料为42CrMo，直径约12mm毛坯进行调质处理后进行精加工，精加工完成后进行气体软氮化，560度4小时，氨分解率为60%，炉内冷至180度出炉。切割制样发现表面有微裂纹，请教为什么会出现这种裂纹，具体原因是什么？请孤鸿踏雪前辈帮看一下，谢谢！
  
      

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 10:50

                               
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今天在其它网站浏览帖子，再次看到有渗氮开裂的新帖出现，内容如下：

         材料为42CrMo，直 ...

又再现我什么也看不见的现象了。只看有红色的×。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 13:25

                               
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又再现我什么也看不见的现象了。只看有红色的×。

     那就按照杰森教我们的办法，退回到浏览器的初始状态，点击右上角的“工具”清楚浏览痕迹后重新登录。试试！

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 14:29

                               
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那就按照杰森教我们的办法，退回到浏览器的初始状态，点击右上角的“工具”清楚浏览痕迹后重新登录 ...

又看到了，可能是我电脑又出问题了。

吉祥如意

我看是表面拉应力裂纹。怀疑与调质处理有关。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 14:31

                               
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又看到了，可能是我电脑又出问题了。

      看来你的电脑也脱离不了电气设备的范畴http://www.rclhome.net/forum.php ... =2124&fromuid=8，一样得了癫痫

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 14:34

                               
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我看是表面拉应力裂纹。怀疑与调质处理有关。

       我对诸多氮化引起的开裂问题历来持怀疑和否定观点。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 14:38

                               
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我对诸多氮化引起的开裂问题历来持怀疑和否定观点。

这一点无疑义。氮化出裂纹了。我们要失业了。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 14:42

                               
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这一点无疑义。氮化出裂纹了。我们要失业了。

       可我就是觉得不可思议：为什么屡屡有人提到氮化开裂问题？难道我们陷入了惯性思维的泥沼？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 14:37

                               
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看来你的电脑也脱离不了电气设备的范畴http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2124 ...

你得出个招，动不动就癫痫。也屏蔽一下。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 14:44

                               
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可我就是觉得不可思议：为什么屡屡有人提到氮化开裂问题？难道我们陷入了惯性思维的泥沼？ ...

也许他们会认为：氮化也是热处理呀。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 14:48

                               
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也许他们会认为：氮化也是热处理呀。

      不过，世上没有100％的绝对，氮化是否也有可能产生开裂呢？值得推敲啊。你想想看，有没有一种可能？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 14:56

                               
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不过，世上没有100％的绝对，氮化是否也有可能产生开裂呢？值得推敲啊。你想想看，有没有一种可能 ...

实实在在说。对氮化接触的少，经验也少。你说的这个不是，从裂纹两侧的组织可以定论。可能性要用事实来证明的。当然，可以假设一种情况。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 14:59

                               
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实实在在说。对氮化接触的少，经验也少。你说的这个不是，从裂纹两侧的组织可以定论。可能性要用事实来证 ...

     其实，这个也可以验证的：将其沿裂口方向切开，然后检查开裂面是否有渗氮层和白亮层即可。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 15:04

                               
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其实，这个也可以验证的：将其沿裂口方向切开，然后检查开裂面是否有渗氮层和白亮层即可。 ...

对。这个思路可以达到定论的目的。以后更加有底气。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 15:06

                               
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对。这个思路可以达到定论的目的。以后更加有底气。

      这不就回到这个http://www.rclhome.net/forum.php ... pid=26594&fromuid=8  18#楼上了吗？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 15:12

                               
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这不就回到这个http://www.rclhome.net/forum.php ... pid=26594&fromuid=8  18#楼上了吗？ ...

原理是一样的。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-3-14 15:14

                               
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原理是一样的。

       是的，这是一个公式，只是条件数据不同，最终计算结果亦不同

孤鸿踏雪

孤鸿踏雪 发表于 2013-3-14 10:50

                               
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今天在其它网站浏览帖子，再次看到有渗氮开裂的新帖出现，内容如下：

         材料为42CrMo，直 ...

       大家再看看这个图片，图片挺清晰的，但裂口处却没有白亮层，能否据此判断，氮化前并未裂开？

伯龙马

      氮化和氮碳共渗（软氮化）有时也会产生剥离裂纹。其裂纹产生的部位多半在过渡层处，特别是氮化前有脱碳层时极易产生剥离裂纹。因为有脱碳层淬火并渗氮后，在过渡层形成两向压应力，即轴向和径向均为压应力，而轴向呈现拉应力，从而导致氮化层与脱碳的过渡区处产生剥离裂纹。这种现象在渗碳时也曽出现过。