热处理教训——有......的高碳钢不宜进行球化退火（11）

Wangqinghua196

11.有网状碳化物存在的高碳钢不宜进行球化退火

高碳钢为了降低硬度，有较好的加工性能，在淬火时不易出现过热、变形和开裂，都是采用球化退火。
        但是，在球化退火前，钢中不能有严重的网状碳化物存在，若有网状碳化物存在，将阻止球化的进行。对于具有这种组织的钢，既使球化退火后网状碳化物呈链条状沿晶界分布，这种组织对钢的性能仍十分不利，使钢达不到球化退火的口的。
        因此，对于具有严重网状碳化物组织的高碳钢，在球化退火前必须采用正火处理，消除网状碳化物，之后再进行球化退火。

hangwen

例如Cr12MoV,大界面钢，共晶碳化物网状经锻打后，仍有5级以上的网状，是否该进行正火，直接球退是不是就不行了？

孤鸿踏雪

       如果在球化前有网状组织存在，则必须先通过正火除网，然后再进行球化退火处理

孤鸿踏雪

　　　球化退火是最重要的预备热处理手段
　　　球化退火是把钢的显微组织处理成球化体的热处理工艺，而球化体是指碳化物（包括渗碳体）呈球状小颗粒均匀分布在铁素体基体中的显微组织，又称为球状或粒状珠光体。一般常用的方法是加热使钢件奥氏体化后，较长时间地保持在略低于下临界点的温度，然后缓慢地冷却下来。
　　　 球化退火工艺概述
　　　从理论上讲，粒状珠光体形成的关键在于奥氏体中保留大量的未溶碳化物质点，并存在碳浓度的微观不均匀性。只有这样才能使碳化物从过冷奥氏体中均匀弥散地析出并球化，形成粒状珠光体。因此，球化退火的工艺制度相当严格。
　　　影响球化质量的因素
　　　加热温度的选择，是能否获得完全球化组织的关键因素。加热温度适当，则既能保证原来的片状珠光体消失，又能保留一部分未完全溶于奥氏体的碳化物，形成较为粗大的颗粒状碳化物，若加热温度稍高或稍低于正常温度，则会形成过热或欠热组织，不能形成正常的球化组织。实践证明：加热时，剩余碳化物微粒越多，越易球化。
　　　由此可见，钢的化学成分也是影响球化质量的一个重要因素。如碳素工具钢中的T10A~T13A相对于T7A~T9A较易于球化；含有Cr 、Mo、W、Ti、V等强碳化物形成元素的合金工具钢和滚动轴承钢，在加热时，其合金渗碳体或碳化物比较稳定难溶，当加热温度略高于Ac1时，奥氏体也较为不均匀，这就易于获得良好的球化条件，故这些钢种球化退火的加热温度范围较宽，球化退火温度常选择在A1~Acm之间。而对于近共析成分的钢种，由于其A1和Acm趋于合并，其球化退火温度范围特别窄，如T8A、T9A只限于740~750℃，而远离共析成分的钢如T10A~T13A就稍宽一些为750~780℃，易于控制。
　　　冷却速度是影响球化效果的又一因素。冷却速度的大小直接影响到粒状碳化物的颗粒大小和均匀性，当加热温度一定时，冷却速度越小，奥氏体向珠光体转变时在高温区经历时间越长，析出的碳化物进行扩散、聚集的时间就会越充分，形成的碳化物颗粒就越大而且均匀；反之，就会得到硬度偏高的细粒状组织，对切削加工不利。
　　　此外，钢的原始组织状态将直接影响球化的质量和效果。具有细薄珠光体、细小碳化物并均匀分布的正火或淬火组织以及经冷加工变形的组织，最易于球化。若原始组织有网状渗碳体，将很难球化，必须先正火消除网状组织再进行球化退火，才能取得良好的效果。

孤鸿踏雪

　　　在模具钢中，对于过共析成分的碳素工具钢，如T11~T13和合金工具钢CrMn、 CrWMn、CrW5等钢种，由于先共析碳化物往往沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，降低了钢的塑性和韧性，增大了脆性，同时给退火时珠光体的球化以及淬火时加热温度的选择都带来了严重的影响。
　　　网状碳化物是钢件在锻（轧）后的堆冷或空冷时较慢冷却过程形成的。如果锻造（或轧制）时在两相区800~900℃之间停锻（或轧），此时先共析碳化物虽然沿奥氏体晶界优先析出，但形变尚在继续进行，仍可将析出的网状碳化物破碎。这种办法由于影响锻锤（或轧机）的生产率（通常形变的终止温度在1000℃左右），生产上很难采用这一办法。另一办法是锻（或轧）后，将钢件散置并快速冷却，如在轧机的滚道上安置喷水圈或吹风快冷。
　　　若采用热处理办法消除这种有害的网状组织，便是先正火除网后球化。
　　　因为正火能够使晶粒细化并使网状碳化物固溶破断，从而有效地消除过共析钢中的二次碳化物（含渗碳体）粗大网络。当加热到高于Acm点（Fe-C平衡图的ES线）时，二次碳化物溶解，随后在空气中快冷，来不及形成有害钢件性能的粗大网络。而退火和淬火工艺所采用的加热温度不高，难以消除严重网状碳化物的危害。所以，必须在球化退火之前予以消除或降低网状碳化物级别。
　　　图6-4是滚动轴承钢的正火与退火联合工艺。先正火后等温退火的联合工艺，适合于处理滚动轴承钢（GCr15，GCr15SiMn）以及合金工具钢（9CrSi， 9CrWMn）等，以消除其组织中严重的网状碳化物。对于合金工具钢中碳化物网较易出现且又较难消除的CrMn、CrWMn、CrW5等，由于合金碳化物量多，形成碳化物网倾向大，稳定性高，为消除网络组织的危害，正火温度应提高到900℃，保温后空冷、喷雾冷却或吹风冷却，必要时还可在热水中淬火急冷，然后立即进行等温退火使组织得到球化。
　　　碳素工具钢（T10~T13）的网状碳化物（渗碳体）较合金工具钢或轴承钢要轻微，且渗碳体不如合金碳化物稳定性大，易溶于奥氏体，可采用图6-5所示的联合工艺除网球化。
　　　

笑靥

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-6 14:33
　　　在模具钢中，对于过共析成分的碳素工具钢，如T11~T13和合金工具钢CrMn、 CrWMn、CrW5等钢种，由于先 ...

学习中

清淡

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-6 14:32
　　　球化退火是最重要的预备热处理手段
　　　球化退火是把钢的显微组织处理成球化体的热处理工艺，而球 ...

我也检测过很多球化组织，以前认为残存部分片状珠光体可能是加热不足和冷却太快，看来和冷却是没关系的。我们一批夹码开裂，65Mn球化处理，结果我发现有的还是片状，后来发现都球化的组织，硬度却差30HV左右（这个可能就是你说的冷却太快，析出细小颗粒吧？）而要求硬度在140-165HV之间。如果说硬度反映一个强度，那杨工认为我是否可以采用含碳量更低的钢球化后代替65Mn了？

清淡

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-6 14:32
　　　球化退火是最重要的预备热处理手段
　　　球化退火是把钢的显微组织处理成球化体的热处理工艺，而球 ...

还有个问题，如果组织很多细小的点状组织，我可以直接判断是冷却太快嘛？还是说还有其他可能造成点状珠光体的产生？

孤鸿踏雪

清淡 发表于 2013-7-7 08:59
还有个问题，如果组织很多细小的点状组织，我可以直接判断是冷却太快嘛？还是说还有其他可能造成点状珠光 ...

     如果真有“很多细小的点状组织”，个人觉得是因为球化不良（球化时间不足）所致

孤鸿踏雪

清淡 发表于 2013-7-7 08:58
我也检测过很多球化组织，以前认为残存部分片状珠光体可能是加热不足和冷却太快，看来和冷却是没关系的。 ...

      说来惭愧，个人浅见：最初提出球化退火理念，应该是针对高碳工具钢的，但后来发现不仅亚共析的40Cr可以球化退火，连低碳低合金的渗碳钢也又做球化退火的，这一点，老孤也弄不明白

清淡

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-7 09:04
如果真有“很多细小的点状组织”，个人觉得是因为球化不良（球化时间不足）所致 ...

没有给他充足的时间长大，是这个意思吧？如果是有大颗粒，又有一些点颗粒，这个可能原因是什么？

孤鸿踏雪

清淡 发表于 2013-7-7 09:09
没有给他充足的时间长大，是这个意思吧？如果是有大颗粒，又有一些点颗粒，这个可能原因是什么？ ...

     这就不好说了，可能会有多个因素。

清淡

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-7 09:07
说来惭愧，个人浅见：最初提出球化退火理念，应该是针对高碳工具钢的，但后来发现不仅亚共析的40Cr ...

意思是还不能一概而论嘛？是很多都是针对过共析钢的，最多的就是轴承和模具钢了。

清淡

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-7 09:13
这就不好说了，可能会有多个因素。

球化接触的不多，就是检测来料成品。当时供应商来，我本想通过组织看能否推测他工艺那个环节的问题，查了一些资料还是拿不准，反正就说工艺有问题。

孤鸿踏雪

清淡 发表于 2013-7-7 09:13
意思是还不能一概而论嘛？是很多都是针对过共析钢的，最多的就是轴承和模具钢了。 ...

　　　球化退火是把钢的显微组织处理成球化体的热处理工艺，而球化体是指碳化物（包括渗碳体）呈球状小颗粒均匀分布在铁素体基体中的显微组织，又称为球状或粒状珠光体。一般常用的方法是加热使钢件奥氏体化后，较长时间地保持在略低于下临界点的温度，然后缓慢地冷却下来。
　　　
          球化退火工艺概述
　　　从理论上讲，粒状珠光体形成的关键在于奥氏体中保留大量的未溶碳化物质点，并存在碳浓度的微观不均匀性。只有这样才能使碳化物从过冷奥氏体中均匀弥散地析出并球化，形成粒状珠光体。因此，球化退火的工艺制度相当严格。
　　　
         影响球化质量的因素
　　　加热温度的选择，是能否获得完全球化组织的关键因素。加热温度适当，则既能保证原来的片状珠光体消失，又能保留一部分未完全溶于奥氏体的碳化物，形成较为粗大的颗粒状碳化物，若加热温度稍高或稍低于正常温度，则会形成过热或欠热组织，不能形成正常的球化组织。实践证明：加热时，剩余碳化物微粒越多，越易球化。
　　　由此可见，钢的化学成分也是影响球化质量的一个重要因素。如碳素工具钢中的T10A~T13A相对于T7A~T9A较易于球化；含有Cr 、Mo、W、Ti、V等强碳化物形成元素的合金工具钢和滚动轴承钢，在加热时，其合金渗碳体或碳化物比较稳定难溶，当加热温度略高于Ac1时，奥氏体也较为不均匀，这就易于获得良好的球化条件，故这些钢种球化退火的加热温度范围较宽，球化退火温度常选择在A1~Acm之间。而对于近共析成分的钢种，由于其A1和Acm趋于合并，其球化退火温度范围特别窄，如T8A、T9A只限于740~750℃，而远离共析成分的钢如T10A~T13A就稍宽一些为750~780℃，易于控制。
　　　冷却速度是影响球化效果的又一因素。冷却速度的大小直接影响到粒状碳化物的颗粒大小和均匀性，当加热温度一定时，冷却速度越小，奥氏体向珠光体转变时在高温区经历时间越长，析出的碳化物进行扩散、聚集的时间就会越充分，形成的碳化物颗粒就越大而且均匀；反之，就会得到硬度偏高的细粒状组织，对切削加工不利。
　　　此外，钢的原始组织状态将直接影响球化的质量和效果。具有细薄珠光体、细小碳化物并均匀分布的正火或淬火组织以及经冷加工变形的组织，最易于球化。若原始组织有网状渗碳体，将很难球化，必须先正火消除网状组织再进行球化退火，才能取得良好的效果。

sanmu

清淡 发表于 2013-7-7 09:09
没有给他充足的时间长大，是这个意思吧？如果是有大颗粒，又有一些点颗粒，这个可能原因是什么？ ...

如果球化处理后，碳化物颗粒有大有小，那么个人认为：大颗粒碳化物是在加热过程中未能全部溶解的碳化物基础上保留或长大形成的，而小颗粒碳化物则是全是在冷却过程中从基体中析出形成的。

sanmu

sanmu 发表于 2013-7-10 23:45
如果球化处理后，碳化物颗粒有大有小，那么个人认为：大颗粒碳化物是在加热过程中未能全部溶解的碳化物基 ...

个人浅见，希望前辈们不吝赐教！

Adam

细节还是应该描述清楚，就算非常合格的过共析钢（不存在网状碳化物），
那么在正火后也会出现网状碳化物的

双液淬火

支持以上观点，正火可以得到球状珠光体，消除网状碳化物，便于切削加工，为最终热处理打下基础。

搬运工

很显然，绝不仅仅是因为有网状碳化物存在时才需要正火后再进行球化退火处理。

双液淬火

支持楼主的说法，网状碳化物只有通过正火消除

风云

对锻件来说，常规的工艺就是正火+球化退火

孤鸿踏雪

        钢的化学成分是影响球化质量的一个重要因素。
        如碳素工具钢中的T10A~T13A相对于T7A~T9A较易于球化；含有Cr 、Mo、W、Ti、V等强碳化物形成元素的合金工具钢和滚动轴承钢，在加热时，其合金渗碳体或碳化物比较稳定难溶，当加热温度略高于Ac1时，奥氏体也较为不均匀，这就易于获得良好的球化条件，故这些钢种球化退火的加热温度范围较宽，球化退火温度常选择在A1~Acm之间。而对于近共析成分的钢种，由于其A1和Acm趋于合并，其球化退火温度范围特别窄，如T8A、T9A只限于740~750℃，而远离共析成分的钢如T10A~T13A就稍宽一些为750~780℃，易于控制。

热处理协会

一群吃着特供菜的人，研究着食品卫生法，同样我不希望一群没做过球化退火的人，讲着该如何球化退火。什么叫正火消除网状碳化物，我给你说正火根本消除不了网状碳化物，只是在金相中你看不到而已，就像化了妆的美女与卸了妆的美女，如果你认为前者是真美女，那才是真正的肤浅。但是正火后网壮碳化物看不到，它究竟去了哪，是溶在了基体内，如果你对它进行重新淬火，同样会影响到淬火组织的级别，做过精密件就应该会有这么认识。有人说他整了20年热处理，就是高工，或者说拿了什么证。真正的工程师是要有整体系统工程的认识，不能凭经验一叶障目，但是我想说你切菜切上30年，就算刀法如何了得，你也不会是厨师，然而厨师刀法确实不错，你不能认为自己在刀法上超越了厨师，你就是厉害的厨师，其实切墩的向厨师过渡是有一个过程的，那就是真厨师带你如何炒菜。
说这么多就是，希望想学习的人，学的都是对，同时一定要学会甄别，要向真正的厨师过渡，学好以后记得一定要管好自己的嘴，对自己的言论负责。千万别向我学，竟说一些别个都不想听的真话。

孤鸿踏雪

热处理协会 发表于 2016-11-26 16:29
一群吃着特供菜的人，研究着食品卫生法，同样我不希望一群没做过球化退火的人，讲着该如何球化退火。什么叫 ...

             看来这位兄台是在球化退火和正火方面颇有研究和造诣啊，那就说说，“正火”是怎么把化妆术用于碳化物的化妆，正火后，网状碳化物是转化成别的东西了？还是藏匿到什么地方了？

            兄台何不来点干货给大家扫扫盲，分享一下？否则岂成了了“五十步笑百步”？

搬运工

热处理协会 发表于 2016-11-26 16:29
一群吃着特供菜的人，研究着食品卫生法，同样我不希望一群没做过球化退火的人，讲着该如何球化退火。什么叫 ...

你说正火根本消除不了网状碳化物,类似于你之前说过的没有任何一本书说过40Cr可以水淬。
你说的确实是真话，这两个真话都只仅仅代表你个人的一个认识，难道说只要是真话，就一定是正确的话？

搬运工

热处理协会 发表于 2016-11-26 16:29
一群吃着特供菜的人，研究着食品卫生法，同样我不希望一群没做过球化退火的人，讲着该如何球化退火。什么叫 ...

你回头看看这个帖子、
http://www.rclhome.net/forum.php ... p;extra=&page=2
你说你猜是箱式炉，或电阻炉，你这确实是真话。可在你说这真话之前，楼主也已经明确的说了真话，是网带炉。你不应该猜错，更不应该的是你的“箱式炉，或电阻炉”这句真话在专业技术上就是一个最基本的概念错误。
楼主的真话是正确的，你的更是真话，但是你的真话是错误的。
你能说“。。。箱式炉，或电阻炉。。。”是正确的。

搬运工

热处理协会 发表于 2016-11-26 16:29
一群吃着特供菜的人，研究着食品卫生法，同样我不希望一群没做过球化退火的人，讲着该如何球化退火。什么叫 ...

“正火根本消除不了网状碳化物”是谬论。
“没有任何一本书说40Cr可以水淬”是谬论。

Wangqinghua196

搬运工 发表于 2016-11-27 18:12
“正火根本消除不了网状碳化物”是谬论。
“没有任何一本书说40Cr可以水淬”是谬论。 ...

哈哈哈，高工莫发火。
首先要搞清楚为什么会有这样的说法？
因为现在全民都在强调创新，也许这个就是创新的开始，也许别人已经实实在在的找到了这类问题的实例，所以，建议先不否定这些概念，看看持这些观念的人能否拿出证据出来，如果拿出证据，那我们就花点力气重复做一下，验证一下，未尝不可呢？我想我还是有这个条件、有这个能力进行验证工作的。

搬运工

Wangqinghua196 发表于 2016-11-27 18:33
哈哈哈，高工莫发火。
首先要搞清楚为什么会有这样的说法？
因为现在全民都在强调创新，也许这个就是创新 ...

40Cr在一定条件下可采用水冷湛火等这样的一些基础理论都是经过了无数实践活动的检验的， 为什么还有人会说：“没有任何一本书说40Cr可以水淬”，“正火根本消除不了网状碳化物”呢？四个字来回答：不懂装懂。

Wangqinghua196

搬运工 发表于 2016-11-27 19:35
40Cr在一定条件下可采用水冷湛火等这样的一些基础理论都是经过了无数实践活动的检验的， 为什么还有人会 ...

有一些人的学习方法很特别，他把想学的东西专门说成错的，这样的话，你替他纠正，他就学会了。
所以，不要认为这种人不懂热处理，但是，他懂得怎么从别人那里学习热处理，而且还不需要感谢别人！

Wangqinghua196

搬运工 发表于 2016-11-27 19:35
40Cr在一定条件下可采用水冷湛火等这样的一些基础理论都是经过了无数实践活动的检验的， 为什么还有人会 ...

有一些人的学习方法很特别，他把想学的东西专门说成错的，这样的话，你替他纠正，他就学会了。
所以，不要认为这种人不懂热处理，但是，他懂得怎么从别人那里学习热处理，而且还不需要感谢别人！

HSLYY

Wangqinghua196 发表于 2016-11-27 19:49
有一些人的学习方法很特别，他把想学的东西专门说成错的，这样的话，你替他纠正，他就学会了。
所以，不 ...

精辟                 

Wangqinghua196

HSLYY 发表于 2016-11-28 17:17
精辟

我专门关注了一些询问问题的帖子，从来没有一句感谢的意思，好像人家亏欠她（他）的似得：例如，谁有××××啊？发到网站来，我要用，或者就直接说发到某某邮箱！其他话就不说了。
我以前主要是解答帖子问题，遇到这类人多了，就麻木了，所以很少跟帖解答问题了。

salhero

为啥呢？提了问题，别人给解惑了就应该谢谢啊，这网络上难道都是亲戚朋友吗？再说了就算是亲兄弟也不欠你，不是有句话吗？亲兄弟明算账。另外林子大了，什么鸟都有。我想大多数人不说是怀着一颗感恩的心，至少会感谢的。不必为一些另类徒增烦恼。

salhero

谢谢只是体现一个人的素养，有的人文化学历高，但不一定有素质

热处理协会

是要感谢你哄别个。热处理真正懂的人，他往往会说自己不懂。你正火消除网状碳化物，原理就是让网状碳化物溶，冷却时形成不让它析出，形成更细的珠光体，可以认为是屈氏体，可是你淬火时这些富于的碳还会溶到马氏体内，影响到马氏体级别。这和你不正火，直接提高温度淬火得到的效果是一样的，唯一不同就是你自以为是的处理提高了成本，哄弄外行也许可以。凡事怕就怕只知道其一就认为自己很懂的人，如果真不幸做了管理层，那就是企业的灾难，如果做了企业，那就是社会的灾难。社会的优胜劣汰告诉我们生物进化，弱肉强食并还是残忍，而是社会进步的净化。