GCr15钢套圈盐浴淬火后表面游离铁素体问题探讨

慕山慕水

2008年我发过一个帖子:《硝盐淬火-轴承热处理的革命》，当时从几个方面讨论了轴承套圈盐浴淬火的优势，七年过去了，盐浴淬火确实在轴承行业有了普及之势，其优点也被大家所接受。
但是，这一两年，GCr15钢套圈盐浴淬火后表面会产生几个μm游离铁素体的问题，一直困扰着已经使用这种设备和工艺的人们。

在此，我们大家讨论一下，盐浴淬火后表面产生游离铁素体的原因，及应对方案，群策群力，攻下这个难题如何？

慕山慕水

先看，SKF对盐浴淬火后表面游离铁素体的检测结论

慕山慕水

再看，轴研所电子显微镜照片

慕山慕水

再看，钢铁研究院分析照片：

慕山慕水

工艺情况：
可控气氛辊底炉加热（830℃-840℃），加热保温时间约45-55min；碳势0.7-0.8；CO含量10-15%；工件装料盘内进炉；
敞开式盐浴淬火槽淬火，180℃；
回火温度：180-200℃，回火时间：3.5小时；
典型工件：小套圈，603 604等
材料：GCr15 100Cr6

慕山慕水

BBS上网友发的金相照片：

慕山慕水

班主任，别忙着加分，帮忙一起分析一下，我个人感觉是不是要把齿轮渗碳时产生“表面非马”组织的一些思路来借鉴一下？恰好你是跨这两个领域的！

随风飘飘

降低淬火温度试过没有，或者改变冷却方法？

搬运工

没有仔细思考，我觉得从大的方面来讲，应该是炉内气氛控制问题。

随风飘飘

搬运工 发表于 2015-3-9 16:36
没有仔细思考，我觉得从大的方面来讲，应该是炉内气氛控制问题。

高工，直接入淬火油，有主题说的这种游离铁素体的情况发生吗？

搬运工

随风飘飘 发表于 2015-3-9 16:50
高工，直接入淬火油，有主题说的这种游离铁素体的情况发生吗？

全脱碳不就是嘛？

随风飘飘

搬运工 发表于 2015-3-9 17:32
全脱碳不就是嘛？

是这样！如果是那一定是碳式控制问题了！还想听听邓总的答案！昨天下班后，对这个问题也思索了一下，感觉碳式控制在碳势0.7-0.8低了！

microsoft

慕山慕水 发表于 2015-3-9 15:16
BBS上网友发的金相照片：

有时候会控制的很好，一点都没有，一般也就几个μ

慕山慕水

比较奇怪的地方：
1、4-5μm 自由铁素体  下面的组织无脱碳（半脱碳）现象；
2、同样类似设备，油淬火从没有发生这种问题。

microsoft

慕山慕水 发表于 2015-3-10 08:15
比较奇怪的地方：
1、4-5μm 自由铁素体  下面的组织无脱碳（半脱碳）现象；
2、同样类似设备，油淬火从没 ...

对的，慕版
没有过度层，直接就是自由铁素体

落水残阳

残阳猜测（仅是猜测），没有过渡层的脱碳，说明没有经历长时间的扩散过程。因此，我倾向于认为不是在加热过程中形成的。表面形成4μm全脱碳，说明工件内外的碳势相差非常大。
与其说是脱碳，不如说是一个化学反应，一个迅速的化学反应，其脱碳深度取决于反应时间。基于此，有两种可能：
1、离开加热区，进入盐槽之前这段时间，时间不长，保护不力。
2、进入盐槽之后。工件表面与盐或盐里的水发生反应。
这两个反应需要高温，因此，不会维持太久。由于这不是一个缓慢的扩散过程，因此没有过渡层。
至于以上两种可能，是哪一种，有待于慕版和各专家甄别。
一个可能有效的试验方案，是将入盐槽前的工件直接入水，将之与入盐的工件比较。

随风飘飘

在钢的冷却过程中，过饱和的奥氏体发生分解，会形成游离铁素体；因加热不足、奥化不足所遗留的未溶铁素体、冷却不足所形成的先共析铁素体均属游离态铁素体，个人认为，根据图片，应该属于前者！设想如下：

1、淬火前，工件表面温度高，处于过饱和奥氏体状态；

2、硝盐冷却过程使工件表面瞬间处于过饱和奥氏体状态；

搬运工

慕山慕水 发表于 2015-3-10 08:15
比较奇怪的地方：
1、4-5μm 自由铁素体  下面的组织无脱碳（半脱碳）现象；
2、同样类似设备，油淬火从没 ...

1。应该是自由铁素体深度并不总是4-5μm 。
2。使用可控气氛辊底炉加热，盐浴淬火与油淬火做比较，炉内气氛控制可能会有不一样的地方。

wy913625

本人愚见：敞开式淬火槽影响。从加热炉进入淬火槽这段时间是不是没有保护气？

慕山慕水

我真的不知道答案，才请大家分析，我只能提供我所知道的一切信息：

1、大连SKF使用axl辊底式盐浴炉，密封式盐槽，淬火处于保护气氛中，同样有2-4μ 自由铁素体，呈不连续状态；

2、我以前做的带密封盐槽的辊底式盐浴炉，因客户不检查，不知有没有自由铁素体，但一般有0.05mm脱碳层（全脱+半脱）；

3、油淬火炉子都是密封油槽，从来没有自由铁素体（同样给SKF供货，SKF检查）。

伯龙马

慕山慕水 发表于 2015-3-10 15:35
我真的不知道答案，才请大家分析，我只能提供我所知道的一切信息：

1、大连SKF使用axl辊底式盐浴炉，密封 ...

    请版主注意以下事实：
    1.硝盐是一种氧化性质的盐类。然而，氧化与脱碳是同时发生的。
    2.硝盐在高温下与炭混合会燃烧爆炸是事实，这里面有什么反应会导致燃烧爆炸不详？但爆炸条件有两个：高温和炭。然而，加热后的灼热工件具有高温条件，且钢中具有含碳（炭）条件。由此推测，淬火过程工件表面是否有类似“轻微燃烧和小爆炸”的那种现象，从而造成表面轻微脱碳？

microsoft

慕山慕水 发表于 2015-3-10 15:35
我真的不知道答案，才请大家分析，我只能提供我所知道的一切信息：

1、大连SKF使用axl辊底式盐浴炉，密封 ...

据说不加甲醇就没有自由铁素体，，，，，，，，，，，，，，，

Friday

不知道盐槽和主炉分开的有没有这个现象，盐槽和主炉连在一起的设备这种情况比较多。怀疑和盐的分解产物有关系。

之城

各位专家好，这台设备盐槽和加热炉是分开的，做过多次试验，不光是SKF3材料，GCR15也发生过这个现象，特别是装筐量少的情况下，加热炉出来料筐前面2个角的产品有，料筐中间没有，一个大的产品，上半只有，下半只没有。

搬运工

我想解决办法还是有的。
邓总，这需要去现场。

骑驴者何人

伯龙马 发表于 2015-3-10 17:37
请版主注意以下事实：
    1.硝盐是一种氧化性质的盐类。然而，氧化与脱碳是同时发生的。
    2.硝盐 ...

我也觉得是在冷却的过程中发生的......我觉得高温接触面处硝盐会有一些强氧化气体生成，这些强氧化性气体高温下会与钢铁产品中C反应，从而脱碳。时间短，故只有几个微米的脱炭。

骑驴者何人

慕山慕水 发表于 2015-3-10 15:35
我真的不知道答案，才请大家分析，我只能提供我所知道的一切信息：

1、大连SKF使用axl辊底式盐浴炉，密封 ...

盐槽有搅拌吗？
贝氏体等温淬火有没有这样的现象发生？

甫儒

慕山慕水 发表于 2015-3-10 15:35
我真的不知道答案，才请大家分析，我只能提供我所知道的一切信息：

1、大连SKF使用axl辊底式盐浴炉，密封 ...

邓总：你之前的设备（棍底炉+硝盐）淬火设备也有你说的这个现象。这个工艺我做了7年时间了，一直存在这个问题，之前同样的设备使用油淬火几乎没有出现表面几个u的铁素体。设备使用盐淬了以后这个问题就一直存在，只是或多或少的事情！
     期待高人分析出根本原因和解决措施！

甫儒

microsoft 发表于 2015-3-12 10:55
据说不加甲醇就没有自由铁素体，，，，，，，，，，，，，，，

王工看到哪家不加甲醇的没有表面铁素体？

microsoft

甫儒 发表于 2015-3-30 08:22
邓总：你之前的设备（棍底炉+硝盐）淬火设备也有你说的这个现象。这个工艺我做了7年时间了，一直存在这个 ...

这个自由铁素体确实是难题，时有时无。

横笛吹雨

搬运工 发表于 2015-3-20 22:23
我想解决办法还是有的。
邓总，这需要去现场。

高工可到现场看过?

搬运工

横笛吹雨 发表于 2015-12-30 09:38
高工可到现场看过?

看过其它几条线，其中有一家已经彻底的解决了表面游离铁素体问题。

横笛吹雨

搬运工 发表于 2015-12-30 10:36
看过其它几条线，其中有一家已经彻底的解决了表面游离铁素体问题。

嗯，原因和解决措施可方便透露？

搬运工

归根结底是炉内气氛问题，要解决问题难度是有的， 有需要解决问题的企业可以与热处理之家论坛洪总联系,包彻底解决。

孤鸿踏雪

搬运工 发表于 2015-12-30 12:12
归根结底是炉内气氛问题，要解决问题难度是有的， 有需要解决问题的企业可以与热处理之家论坛洪总联系,包彻 ...

这个，是有偿解决！

横笛吹雨

孤鸿踏雪 发表于 2015-12-31 09:52
这个，是有偿解决！

确实应该体现技术的价值！

zhaozhhihua

建议 搬工提到的解决硝盐淬火表面游离铁素体的方案，形成书面文字并上报专利技术。

硝盐淬火在轴承企业越来越广泛，解决这个问题也是“慕版”提到的“硝盐革命”中的催化剂。

张俊-CFTC

不知道后续是怎么解决这个问题的。