GCr15回火脆

稻草人

今天厂里来了两筐GCr15的轴承套圈，给的工艺是400度回火，这里我问下各位师傅，我看之前的帖子说第一类回火脆在225度左右，那400度出炉空冷，第一类回火脆会不会产生，我看了下解释，回火脆的出现也应该长时间保温吧，哪位师傅能给个例子学习下，先谢谢师傅了

aaron01

第一类回火脆性温度区间：250-350C。
400C回火已经避开这个区间了。

稻草人

嗯   谢谢师傅了  

火控师

最好出炉后风冷 加速在回火脆性温度区间的冷速

稻草人

最好出炉后风冷 加速在回火脆性温度区间的冷速    嗯 thank you

孤鸿踏雪

        大家可以探讨一下GCr15的回火脆性

吉祥如意

一般来说：第一类回火脆性与温度的关系比较大，而与冷却速度无关。

孤鸿踏雪

我来谈一下自己的粗浅认识。
       回火脆性已被确认为是由于活性杂质元素P、Sb、Sn、As等在晶界偏聚（工业用钢主要是P）所致，上世纪50年代的研究已发现高纯度的试验室用钢对回火脆性不敏感。自从1968年开始使用俄歇分析技术以来，便可定量分析偏聚于晶界上的杂质元素及合金元素的浓度，建立起塑性—脆性转折温度的升高与晶界上杂质元素富化的依赖关系，使用俄歇分析技术与氩离子轰击技术可测定在垂直于晶界面方向上元素的浓度的变化，由于杂质元素浓度可在几个原子层深度内连续下降，因此确认脆化过程中，并无三维化合物形成，由此否认了许多科学家长期坚持的“固溶体析出”假说，并确立了固溶体边界层杂质浓度升高而引起回火脆性的观点。
       一般认为，由P、Sb、Sn、As等杂质原子在晶界偏聚所引起的脆性是由于弱化了晶间聚合力所致。进一步研究指出：合金元素在回火脆化发展中所起作用并不亚于杂质，由于Fe—C合金中有害杂质的偏析很小，不足以引起回火脆性。但在存在有合金元素Ni、Cr、Mn的情况下，杂质偏析明显增大，在这个过程中，合金元素本身在高纯度钢中不会引起平衡偏析，但却会在有害杂质存在的晶粒边界处偏析。所以可以认为在α固溶体中，合金元素和杂质相互作用，从而共同促进偏析；也可以认为，若杂质与合金元素原子相互吸引力比杂质与Fe原子的相互吸引力要强，那么合金元素与杂质共同加强偏析。具体讲，P和Ni、P和Cr、Sb和Ni、Sb和Mn以及其它杂质与合金元素对，都是这种方式作用的。其次，合金元素还能使杂质偏析增强一些，例如Ni和Cr在钢中共同存在时引起Sb的偏析，超过二者分别作用的总和。
       合金元素加入可能引起固溶体边界层中有害杂质浓度的增加，从而减弱晶粒间的结合，这就是含有Ni、Cr和Mn的合金钢为什么会产生回火脆性的一个重要原因。
       按照一般文献介绍，防止回火脆性的方法有多种。从钢的合金化原理上考虑有：1.减少钢中有害杂质元素含量（这里有一个重要的问题：上述有害杂质元素含量降到多少？）；2.加入少量的Mo（有的文献介绍为0.20~0.30％，还有的介绍为0.50％）和W（有文献介绍1％）到合金钢中；从热处理工艺上考虑为：1.高温回火后快速冷却（抑制有害杂质向晶界偏聚）；2.对钢件进行高温形变热处理；3.据介绍，采用临界区淬火是防止回火脆性最有效的方法。
       从钢的合金化原理上讲，Cr提高P在晶界面上平衡偏聚浓度，同时P吸引Cr向晶界偏聚；钢中合金元素的Cr、Ni、Mn等都是通过偏聚而加强P在界面上的偏聚，提高钢的回火脆性的敏感性的。由于Mo与P有特别强的交互作用，以至于可能形成Mo3P化合物或某种Mo—P聚集态，将P固定住，起到净化作用。但有文献指出：当钢中Mo含量超过0.7％时其抑制脆性的作用消失。同时有人指出，在钢中含有0.017~0.036％P的条件下，以0.7％Mo合金化的钢有最小的回火脆性倾向，而在含1.1％Mo时脆性增加。Mo的这种复杂行为是与碳化物类型改变有关的。在不同的含Mo总量下，钢中碳化物类型不同，当含Mo量高于0.7％时，Mo2C逐渐取代富铬的Cr7C3，故基体中溶解的Cr增加使Cr—P晶界偏聚加大。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-9-28 07:53
大家可以探讨一下GCr15的回火脆性

轴承钢的第一类回火脆性，深入研究不多，只能谈谈感性认识。
1.轴承钢经淬火后，一般会出现两种情况的淬火组织即所谓的白区（细针状马氏体与残留奥氏体）和黑区（隐晶马氏体与残留奥氏体）；
2. 如白区组织的体积分数过多，则回火脆性越严重；
3.如杂质元素过多，则回火脆性越严重。
热处理方法和合金化方法不能消除回火脆性（指第一类），建议尽可能采用等温淬火工艺代替淬回火工艺。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-9-28 09:50
轴承钢的第一类回火脆性，深入研究不多，只能谈谈感性认识。
1.轴承钢经淬火后，一般会出现两种情况的淬 ...

         为什么等温淬火可以避免或减轻第一类回火脆性？

小袁

十分钟后刷新帖子，内容丰富了好多~~！

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-9-28 09:53
为什么等温淬火可以避免或减轻第一类回火脆性？

因为等温淬火温度高于普通淬火温度（不是指淬火加热温度）。残留奥氏体和碳化物薄壳能够得以另一种形式转变。换句话说，等温淬火可以减少残留奥氏体分解时沿晶界析出碳化物和促使碳化物薄壳的破裂。所以，脆性能够得以减轻。
娃娃的汗都整出来了。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-9-28 10:07
因为等温淬火温度高于普通淬火温度（不是指淬火加热温度）。残留奥氏体和碳化物薄壳能够得以另一种形式转 ...

        实际上等温淬火是不彻底的，等温结束后的冷却过程，还是要有一部分残奥发生马氏体转变的

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-9-28 10:54
实际上等温淬火是不彻底的，等温结束后的冷却过程，还是要有一部分残奥发生马氏体转变的 ...

大量的生产实践证明：轴承钢经等温淬火的工件较普通淬回火工件的综合力学性能优越得多，当然也包括回火脆性性能问题。只是，没有电镜图片支持，没办法从理论上说服老孤。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-9-28 11:01
大量的生产实践证明：轴承钢经等温淬火的工件较普通淬回火工件的综合力学性能优越得多，当然也包括回火脆 ...

　　B+M形成的复相组织具有优良的强韧度匹配。等温淬火是将经奥氏体化的工件淬入低于贝氏体转变开始温度（Bs点）的等温热浴中，保持较长时间，使工件心表温度在均匀化的同时，完成贝氏体转变，然后出浴置于空气中冷却后回火，但贝氏体转变总是不完全的，实际等温淬火后，尚有少量的马氏体（空冷中形成）组织和残余奥氏体，正是这种复相组织使得钢件在具有较高强度、硬度的同时，获得较高的韧度。

      GCr15轴承钢取得了显著的强韧化效果。其方法有两种；一种是将GCr15加热至1040℃保温30min，使过剩碳化物全部溶入奥氏体中，然后在620～550℃等温转变为细珠光体，或在450～370℃等温转变为下贝氏体，获得极细的碳化物（平均直径<0.1μm）；另一种方法是先高温加热使碳化物完全溶解，油冷淬火，获得马氏体加大量残余奥氏体，然后进行冷处理，或在300～350℃等温，消除残余奥氏体，并获得极细的碳化物，最后高频加热淬火并低温回火。

吉祥如意

铁匠如有时间可以讲解一下：
轴承钢第一类回火脆性的形成机理。残留奥氏体理论和碳化物薄壳理论。

穷开心

不仅仅是轴承钢，在经过淬火后得到的马氏体是过饱和的奥氏体！在回火的过程中，第一类回火脆性是在马氏体周围析出ε碳化物，形成一层薄壳，如楼上的吉祥如意所说。
孤工所说的有害元素的偏聚为第二类回火脆性的原因！

穷开心

孤鸿踏雪 发表于 2013-9-28 11:13
　　B+M形成的复相组织具有优良的强韧度匹配。等温淬火是将经奥氏体化的工件淬入低于贝氏体转变开始温度 ...

好像没有这种热处理工艺，会将GCr15钢加热到把碳化物全溶于奥氏体中的吧！这样的做法是很危险的！

孤鸿踏雪

穷开心 发表于 2013-9-29 16:16
好像没有这种热处理工艺，会将GCr15钢加热到把碳化物全溶于奥氏体中的吧！这样的做法是很危险的！ ...

        有的，一定有！

       过共析钢中剩余碳化物愈小，分布愈均匀，钢的强韧度愈高，接触疲劳强度愈高。利用这一原理，GCr15轴承钢取得了显著的强韧化效果。其方法有两种；一种是将GCr15加热至1040℃保温30min，使过剩碳化物全部溶入奥氏体中，然后在620～550℃等温转变为细珠光体，或在450～370℃等温转变为下贝氏体，获得极细的碳化物（平均直径<0.1μm）；另一种方法是先高温加热使碳化物完全溶解，油冷淬火，获得马氏体加大量残余奥氏体，然后进行冷处理，或在300～350℃等温，消除残余奥氏体，并获得极细的碳化物，最后高频加热淬火并低温回火。
　　

小朱

孤鸿踏雪 发表于 2013-9-28 09:53
为什么等温淬火可以避免或减轻第一类回火脆性？

1.轴承钢经淬火后，一般会出现两种情况的淬火组织即所谓的白区（细针状马氏体与残留奥氏体）和黑区（隐晶马氏体与残留奥氏体）；
2. 如白区组织的体积分数过多，则回火脆性越严重；
贝氏体等温淬火就将钢材活钢件奥氏体化，使之快冷到贝氏体转变温度区间（260-400）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺，贝氏体等温淬火的特征是过冷奥氏体在下贝氏体转变温区，经长时间等温而进行组织转变，产生下贝氏体，这样的话，就不存在娃娃所说的白区了，这样的话回火脆性严重性就可以消除不少了。

zswgjgcs

我们公司做的中国重汽的气门帽，图纸要求用GCr15钢，硬度要求淬回火后HRC57-60，在网带炉上用840℃淬火，硬度HRC62-64，为达到图纸要求的硬度，只好用250-280℃回火，在第一类回火脆性最敏感的冲击值最低点，最近一批淬回火后，平面磨削，开裂了一批，但是重新回火后没有再出现裂纹。有工人说，是因为淬火油的温度达到80℃了，气门帽淬火后，没冷到室温就立即回火了，所以磨削就裂了。这个当然是没有理论依据的，他们是凭的经验，可也确实是这样，让我开了眼界。我们用120分钟回火的，零件有效尺寸6毫米左右，是不是回火不充分？我们这家厂没有等温设备，但是有高温和低温井式回火炉，一般来说，等温和分级冷却都是用硝盐炉的，我不知道用空气炉等温能不能行？求解答！