高速钢产品860球化退火，氮气保护，保温18小时，结果表面有0.05的脱碳，内部的碳会不会向外扩散而逸出造成贫碳呢？

zhuguicang

如题。请各位大神帮忙分析一下。

aaron01

一定的温度下，渗碳气氛中保温，零件表面开始增碳，然后逐渐向内扩散。
脱碳气氛下，也是一样，碳有反向扩散的，碳浓度梯度表面低，内部高。
至于这个浓度梯度有多深，分布是怎么样的，还是要看时间，温度，按扩散定律来算。

sheyingyong

我感觉是氮气不纯造成的

cnszgong

sheyingyong 发表于 2017-5-5 12:41
我感觉是氮气不纯造成的

只使用氮气没法保证不脱碳。

zhuguicang

cnszgong 发表于 2017-5-5 12:49
只使用氮气没法保证不脱碳。

我感觉也是。用氮气保护，能做到不氧化，但不能保证不脱碳。这种情况下，我感觉如果氮气不是一边通一边放，而是把氮气封在炉里，是否对脱碳的效果要好些。

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 11:41
一定的温度下，渗碳气氛中保温，零件表面开始增碳，然后逐渐向内扩散。
脱碳气氛下，也是一样，碳有反向扩 ...

正是感觉温度较高（860），时间较长（从升温到高温保温共26个小时，其中升温时间要8个小时到温，保温18个小时，较长）。

cnszgong

zhuguicang 发表于 2017-5-5 13:19
正是感觉温度较高（860），时间较长（从升温到高温保温共26个小时，其中升温时间要8个小时到温，保温18个 ...

是否考虑在材料加热温度高于750摄氏度以上时，使用一点甲醇？750摄氏度以下用氮气。

aaron01

zhuguicang 发表于 2017-5-5 13:13
我感觉也是。用氮气保护，能做到不氧化，但不能保证不脱碳。这种情况下，我感觉如果氮气不是一边通一边放 ...

问题是用氮气排氧是排不干净的，10的负9次方的氧含量换算成气氛碳势是多少？ 可能都不到0.2%。
如果先抽真空再用氮气就不一样了，不过成本是个问题啊。
常规这种非真空加热的球化退火，对于毛坯处理是足够了，反正表面还要后续加工掉的。

aaron01

cnszgong 发表于 2017-5-5 13:25
是否考虑在材料加热温度高于750摄氏度以上时，使用一点甲醇？750摄氏度以下用氮气。
...

甲醇能提供多高碳势啊？一样脱碳，程度会好点。

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 11:41
一定的温度下，渗碳气氛中保温，零件表面开始增碳，然后逐渐向内扩散。
脱碳气氛下，也是一样，碳有反向扩 ...

现在的问题是在这个温度和这个时间下，这个向里影响的贫碳深度有多深？贫碳程度有多大（和基体差别）？谢谢严工！

cnszgong

zhuguicang 发表于 2017-5-5 13:33
现在的问题是在这个温度和这个时间下，这个向里影响的贫碳深度有多深？贫碳程度有多大（和基体差别）？谢 ...

我觉得用甲醇就够了，以W18Cr4V为例：含碳量0.7～0.8%，AC1 830度左右，加热到860度，奥氏体含碳量还是很低的。

aaron01

zhuguicang 发表于 2017-5-5 13:33
现在的问题是在这个温度和这个时间下，这个向里影响的贫碳深度有多深？贫碳程度有多大（和基体差别）？谢 ...

金相法，硬度法实际检测吧，可以打出硬度梯度来，把比心部硬度低30HV的位置定义成脱碳区

zhuguicang

cnszgong 发表于 2017-5-5 13:25
是否考虑在材料加热温度高于750摄氏度以上时，使用一点甲醇？750摄氏度以下用氮气。
...

是的。用氮气保护的淬火炉就加了一点乙醇。

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 13:29
问题是用氮气排氧是排不干净的，10的负9次方的氧含量换算成气氛碳势是多少？ 可能都不到0.2%。
如果先抽 ...

是，我忘记说了。这里在升温前是要抽真空的。

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 13:29
问题是用氮气排氧是排不干净的，10的负9次方的氧含量换算成气氛碳势是多少？ 可能都不到0.2%。
如果先抽 ...

在后续加工中，其中就有磨加工。问题是在后续淬火时，用氮气气氛保护淬火，淬火后硬度也能达到，也能合格。但是，在回火时，好像红硬性很差，用540以上回火，淬火硬度不升反而降低。而不经过这种球化退火的材料就没有红硬性差这种现象。

zhuguicang

cnszgong 发表于 2017-5-5 13:25
是否考虑在材料加热温度高于750摄氏度以上时，使用一点甲醇？750摄氏度以下用氮气。
...

好的，这个建议很好，谢谢

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 13:42
金相法，硬度法实际检测吧，可以打出硬度梯度来，把比心部硬度低30HV的位置定义成脱碳区 ...

好的。谢谢严工。我下一炉打一下维氏硬度。用金相很难看出梯度变化。

小小丑

主要原因是

小小丑

1大部分学者认为在800℃以上长时间停留，随着时间的延长和温度的提升，会造成W的稳定碳化物的形成，将会影响最终淬火时这部分碳化物不能溶入奥氏体，从而影响热稳定性，具体表现在二次硬化后的硬度大约要低1-2HRC，切削寿命降低等。
2 部分学者认为，此温度长时间保温造成热稳定性下降，是因为表面的氧化脱碳造成。
3 部分人认为，此时的温度和停留时间，对最终的热处理性能没有影响。

上述为一本资料的内容的大概回忆。

建议：缩短退火时间看看。
个人意见，不足为凭。

zhuguicang

小小丑 发表于 2017-5-10 15:40
1大部分学者认为在800℃以上长时间停留，随着时间的延长和温度的提升，会造成W的稳定碳化物的形成，将会影 ...

谢谢耿工。我打算下一步降低退火保温时间试一下。先一个小时一个小时的减少。因为板材太薄，测量碳的浓度梯度变化（打维氏硬度）不好操作。

zhuguicang

aaron01 发表于 2017-5-5 13:42
金相法，硬度法实际检测吧，可以打出硬度梯度来，把比心部硬度低30HV的位置定义成脱碳区 ...

我找了一个相同材料（M2）的试块，做看金相和硬度梯度对比。看金相看不出明显的区别。但打硬度梯度能打出差别不少。原材料试样（钢厂供货已经是退火态）和再次退火取样比较。进行维氏硬度检验，载荷100g,
加载时间25秒，间隔0.5mm,从边缘向里检验，结果如下：原材料试样，最高HV275（芯部）,最低229（边缘），再次退火样最高HV282（芯部）,最低165（边缘）.请问，此种情况能否判断其脱碳？如果脱碳，为什么看金相看不出来？是氮气保护不能防止碳原子扩散逸出吗？

aaron01

zhuguicang 发表于 2017-6-5 14:03
我找了一个相同材料（M2）的试块，做看金相和硬度梯度对比。看金相看不出明显的区别。但打硬度梯度能打出 ...

我认为退火已经造成了脱碳。一般取心部硬度的平均值减去表面硬度的平均值，超过30HV就已经可以判脱碳，看你的数据超的多了。
金相上肯定也能看得出的，可能你没细看吧，要比较碳化物个头和数量的，你这个材料很难看到全脱碳层，不能指望看到全铁素体层。 球退吧，球退就是比较碳化物数量的。