淬火后硬度不均匀

yanhuo

材料50CrVA，直径50，长度2000mm，燃气步进加热炉，工件时一根一根入炉，且相互之间的间隙大概有50mm，加热温度940摄氏度，大概有20分钟左右的预热区，加热保温区大概25分钟，油冷，有搅拌。今天淬火处理检测硬度HRC46，后取样到实验室检测，一圈硬度最高55HRC，最低38HRC，大部分46HRC。产生这种情况的原因有哪些？

aaron01

看金相吧，
脱碳有可能造成这种情况。残奥过多也有可能，需要观察金相才能确定问题。
另外，这个材料选940度淬火是否有点过高了？

yanhuo

aaron01 发表于 2017-6-8 16:57
看金相吧，
脱碳有可能造成这种情况。残奥过多也有可能，需要观察金相才能确定问题。
另外，这个材料选940 ...

温度是过高了，简单的做了看了一下金相，没有拍照片。
在硬度55HRC看到是马氏体组织，在硬度46HRC看到像是屈氏体+贝氏体，没有看到明显的残奥和铁素体。
我怀疑是不是加热保温的时间太短，碳和合金元素还没有完全融入奥氏体，也没有均匀化，造成淬火硬度不均。准备再抽查一根看看结果
成分检测时合格的

雪影孤枫

脱碳和冷却不均匀都有可能造成硬度不均匀。另外你这个材料淬火温度过高使材料脱碳倾向增大，保温时间也比较短。

tianmu

可能是硬度检测的不准确

yanhuo

tianmu 发表于 2017-6-9 07:49
可能是硬度检测的不准确

不可能，这个是截取过一段在截面打的硬度，简单看过金相后，又在组织部同的地方打硬度。

liuwu

保温时间按50min来，将淬火温度调低至840℃左右，油冷充分冷却应该可以避免！！！！！！

sheyingyong

看一下金相就知道了

aaron01

我一直在想在步进炉内这个零件是怎么淬火的？
炉内加热是趟着的吧，走到炉子末端呢，怎么进油的？ 有翻转这个动作吗？ 还是走到头，趟着自由落体入油？

cnszgong

aaron01 发表于 2017-6-9 14:37
我一直在想在步进炉内这个零件是怎么淬火的？
炉内加热是趟着的吧，走到炉子末端呢，怎么进油的？ 有翻转这 ...

估计和钢厂钢管或圆钢类似。

木叶微凉

cnszgong 发表于 2017-6-9 14:43
估计和钢厂钢管或圆钢类似。

我猜是热轧圆钢差不多，加热后，一次放出来一支，单支竖着出炉，下面有转轮快速转动带着圆棒落入油槽。

aaron01

其实我想问的是，淬火前，零件的一端是不是已经离开加热区有一段时间了，这个时间是多长。
加热奥氏体化后，哪怕是在空气里短暂停留都可能会有问题呢。半分钟或许没事，1分钟可能也没事，5分钟10分钟呢，肯定会有事的吧。

cnszgong

木叶微凉 发表于 2017-6-9 15:53
我猜是热轧圆钢差不多，加热后，一次放出来一支，单支竖着出炉，下面有转轮快速转动带着圆棒落入油槽。 ...

如果是圆钢的外形，那么可以设计带点坡度一个滑道，让零件横向从滑道掉入淬火槽。

yanhuo

cnszgong 发表于 2017-6-9 16:01
如果是圆钢的外形，那么可以设计带点坡度一个滑道，让零件横向从滑道掉入淬火槽。 ...

和你说的意思差不多，是圆钢，横着出炉的，出炉后要弯成U型的稳定杆，然后入油，一般出炉到入炉时间在1分钟之内，入油的温度在860左右。

木叶微凉

楼主来个示意图，零件是竖着进油槽还是横着进油槽，两头入油的时间差有多少。

yanhuo

现在检查了几个，问题觉得越来越复杂，现在怀疑开始使用切割机截取一段试样，在到实验室使用金相切割机取样，但是由于离切割机切割端比较近，因切割回火造成的硬度不均匀，另外金相切割机虽然有冷却水，但是切割直径较大的试样并不理想，很容易冷却不均造成再淬火。准备明天线切割再做检查，比较结果。

yanhuo

木叶微凉 发表于 2017-6-9 16:10
楼主来个示意图，零件是竖着进油槽还是横着进油槽，两头入油的时间差有多少。 ...

形状和这个差不多，杆臂向下入油。

Wangqinghua196

一般来说是脱碳。当然具体是否有其他原因也不排除。

yanhuo

Wangqinghua196 发表于 2017-6-10 08:54
一般来说是脱碳。当然具体是否有其他原因也不排除。

脱碳很可能是主要原因，金相做的是半圈，发现脱碳层是不均匀的。
温度过高，燃气炉炉温均匀性也比较差，热处理质量就很难控制

Wangqinghua196

yanhuo 发表于 2017-6-10 10:29
脱碳很可能是主要原因，金相做的是半圈，发现脱碳层是不均匀的。
温度过高，燃气炉炉温均匀性也比较差， ...

940℃加热是一个较好的方法，对于弹簧来说。
解决炉温均匀性的问题是一个难题，但是我认为不是主要问题。φ50mm×0.5min/mm=25min，但是这个计算是否正确先不要去评定，因为长时期使用20min加热时间都没有问题。

yanhuo

Wangqinghua196 发表于 2017-6-10 10:37
940℃加热是一个较好的方法，对于弹簧来说。
解决炉温均匀性的问题是一个难题，但是我认为不是主要问题。 ...

非常感谢汪老师，我一直对这种加热温度不解，也查过不少资料，对于提高温度快速加热一直都没有想通，通常来说弹簧钢的合金含量相对还是比较低的，是否可以理解为在较高的温度下可以采用零保温？在这种情况下，对于要求不是特别高，没有保护气氛的弹簧钢应该是有利的，提高温度缩短加热保温时间，即降低成本也会减少脱碳。
对这个样品最后一次的制样硬度比较均匀，心部的硬度相差也不大，可以认为是淬透的，有一点就是晶粒看起来比较粗大。对于提高加热温度以后，如何确定加热保温时间是最疑惑的地方？
还有在这种温度下加热淬火，入油温度也相对较高，裂纹时有发生，个人认为裂纹产生和原材料的质量也有一定关系，但公司为了降成本，材料成本受控制，只能从热处理上来改善。
还请汪老师多多指教！

飞天虎

因为钢材质量不稳定，所以常规用油淬火也不能保证质量，可以试着用无机介质来做，820度淬火，硬度基本就在55--60了。