非平衡组织加热转变及实际应用问题

专业守炉子

这是热处理论坛横笛吹雨发的一个问题，由街角风铃那个混晶的原材料逐步查到的，艾伦在之家也有相关讨论的，返修淬火确实是很常见的，是个很实用的问题
1、一般的热处理加热大都以平衡态组织加热，其转变机理也为大家所熟识。而以非平衡态组织加热的转变机理尚无定论。
2、之所以提出这个问题是因为实际生产中经常会碰到以非平衡组织加热的问题，如淬火回火件的返修、二次淬火工艺的应用等。
3、还有那个30CrMnSi混晶组织零件已经淬火了，那该怎么去实现消除缺陷呢，直接再次淬火？  正火再淬火？ 正火加高温回火再淬火？退火再淬火？

孤鸿踏雪

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吉祥如意

老孤赤膊上阵来了。
娃娃也光脚上来了。
先说个问题：
低碳马氏体是非平衡组织，可以直接加热至奥氏体温度进行相应的热处理。无需进行中间处理。甚至可以采用快速加热的方式。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-7-19 15:58
老孤赤膊上阵来了。
娃娃也光脚上来了。
先说个问题：

      低碳马氏体可以直接加热奥氏体化，那为什么高碳马氏体或其它隐针马氏体什么的不可以呢？

      另外，渗碳淬火产品返工（补渗）淬火，是不是可以直接入炉升温加热？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-19 16:25
低碳马氏体可以直接加热奥氏体化，那为什么高碳马氏体或其它隐针马氏体什么的不可以呢？

      另 ...

个人体会：高碳高合金马氏体（包括渗碳淬火返工）同样也是可以的，只是注意加热的速度保持平缓，并且采用阶梯式比较稳妥。同时应制定相应的特殊工艺处理。

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-19 15:44
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这种问题估计除了你们也是没多少人感兴趣，还是把他变成现实问题关注的人会多点

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-19 16:25
低碳马氏体可以直接加热奥氏体化，那为什么高碳马氏体或其它隐针马氏体什么的不可以呢？

      另 ...

高碳钢等防止应力过大变形开裂；
渗碳钢不懂，但和高碳钢应该是一样的，应缓慢加热。不过如果渗碳钢有网状碳化物等缺陷应先正火再淬火。
请杨工多多指点

专业守炉子

追求卓越 发表于 2013-7-19 19:56
这个问题没有细究，只记得非平衡组织须采用正火后再重新淬火

这个应该是很有道理的，平衡组织奥氏体化形核更多，可以细化组织。而非平衡奥氏体化会遗传原始组织。我的理解也仅限于此了

孤鸿踏雪

专业守炉子 发表于 2013-7-19 22:28
高碳钢等防止应力过大变形开裂；
渗碳钢不懂，但和高碳钢应该是一样的，应缓慢加热。不过如果渗碳钢有网 ...

       近来我有一渗碳缓冷产品，由于在扩散阶段碳控系统出了点问题，结果导致缓冷后出现了较为严重的网状碳化物，后经机械加工后，重新加热淬火时，根据缓冷后检测的渗碳层深度，做了少许补渗后在进行扩散，此后降温至某一温度均温后淬火，原来的碳化物全部消失。

孤鸿踏雪

专业守炉子 发表于 2013-7-19 22:28
高碳钢等防止应力过大变形开裂；
渗碳钢不懂，但和高碳钢应该是一样的，应缓慢加热。不过如果渗碳钢有网 ...

       渗碳钢淬火+低回后于高碳钢淬火+低回应该有一些不同，前者只是“渗碳层高碳”，而后者是“整体高碳”

吉祥如意

有些材质的工件是不能直接重新二次淬火的。
比如高速钢类，需经中间退火后再次淬火处理。

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-20 08:10
近来我有一渗碳缓冷产品，由于在扩散阶段碳控系统出了点问题，结果导致缓冷后出现了较为严重的网 ...

先扩散，打散网状碳化物，降温均温，渗碳体球化，然后淬火
是这么理解吗？

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-20 08:10
近来我有一渗碳缓冷产品，由于在扩散阶段碳控系统出了点问题，结果导致缓冷后出现了较为严重的网 ...

先扩散，打散网状碳化物，降温均温，渗碳体球化，然后淬火。但效果应该没正火后再淬火好吧？
是这么理解吗？

孤鸿踏雪

专业守炉子 发表于 2013-7-20 23:38
先扩散，打散网状碳化物，降温均温，渗碳体球化，然后淬火。但效果应该没正火后再淬火好吧？
是这么理解 ...

       这要看网状到底达到什么程度。我前面所举例子绝无虚构，最初的渗碳工艺设计的是：920°C（Cp=1.15）×350min＋920°C（Cp=0.80）×120min→870°C（Cp=0.80）×40min→转入缓冷罐缓冷，但由于计入扩散段时，平衡空气管路都塞，碳势迟迟降不下来，所以试样随产品出缓冷罐后，发现碳化物级别较高，但因为当时检测渗碳层深也是技术要求的下限，所以，机加工后，重新加热到900°C（Cp=1.15）×40min＋900°C（Cp=0.80）×90min→830°C（Cp=0.80）×30min淬火后，基本看不到碳化物了

专业守炉子

骑驴者何人 发表于 2013-7-21 08:36
非平衡组织奥氏体化易形成针状奥氏体，发生组织遗传，如原始组织不好的非平衡组织不适于直接奥实体化；平衡 ...

说的很好，很感谢，受教了。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-7-20 09:27
有些材质的工件是不能直接重新二次淬火的。
比如高速钢类，需经中间退火后再次淬火处理。 ...

      这类材质的工件如果直接进行二次淬火，会有什么后果？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-22 11:24
这类材质的工件如果直接进行二次淬火，会有什么后果？

大家都知道的：容易形成荼状断口。材料脆化了。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-7-22 11:29
大家都知道的：容易形成荼状断口。材料脆化了。

       怎样形成的？怎样引起脆化的？可否从理论上加以阐释？

笑靥

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-19 15:44
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钢在室温的平衡相是铁素体和石墨，渗碳体只是过渡相，在一定条件会向石墨转变
这个认识是否可以

笑靥

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-22 11:31
怎样形成的？怎样引起脆化的？可否从理论上加以阐释？

我猜，高速钢淬火温度高，直接二次淬火晶粒粗大，通过滑移，平面位错塞积群引起的应力集中加大，晶界催化
瞎猜，坐板凳等娃娃

孤鸿踏雪

笑靥 发表于 2013-7-22 15:05
钢在室温的平衡相是铁素体和石墨，渗碳体只是过渡相，在一定条件会向石墨转变
这个认识是否可以 ...

      是的，渗碳体是一种介稳相（或称为亚稳相），在一定条件下是可以分解的。铸铁的石墨化退火就是为其提供的分解条件。

      另外，高碳钢加热不当所引起的“黑铅化”，其实质也是Fe3C分解为石墨

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-21 09:20
这要看网状到底达到什么程度。我前面所举例子绝无虚构，最初的渗碳工艺设计的是：920°C（Cp=1.15 ...

杨工：今天再查了一下网状碳化物，现在理解的，您给纠正下啊
920摄氏度，碳化物溶解了，继续渗碳；900摄氏度扩散阶段，降到830摄氏度保温，少量碳化物析出呈球状，然后淬火基本看不到网状碳化物，也减小了淬火变形。
网状碳化物成因是降温，析出碳化物，且冷速过慢，析出的碳化物过多连接呈网状，也就是说只要在碳化物大量析出阶段冷速过慢（700摄氏度左右）形成的。只要在这个阶段快速通过就不会出现这个问题是吗？
我这两天在同学这里看到了他们网带炉浅层渗碳，880摄氏度渗碳，没有碳势仪表，直接根据经验控制甲醇和甲苯流量然后水淬。

孤鸿踏雪

你920°C渗碳、扩散分别使用多高的碳势，会在降温至830°C保温就会析出碳化物？

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-26 15:09
你920°C渗碳、扩散分别使用多高的碳势，会在降温至830°C保温就会析出碳化物？ ...

那怎么呢？830℃不在γ铁加渗碳体区吗？一般渗碳浓度1左右吧，要多少度才析出呢？我这两天是第一次看到渗碳设备的，以前都没见过

孤鸿踏雪

专业守炉子 发表于 2013-7-26 21:00
那怎么呢？830℃不在γ铁加渗碳体区吗？一般渗碳浓度1左右吧，要多少度才析出呢？我这两天是第一次看到渗 ...

       请问，你扩散时使用的碳势是多高？而830°C时，钢的最大溶碳量是多少？

专业守炉子

孤鸿踏雪 发表于 2013-7-27 07:38
请问，你扩散时使用的碳势是多高？而830°C时，钢的最大溶碳量是多少？ ...

830℃溶碳具体没查，按相图估了一下是1.1的样子，扩散碳势肯定比这个低，那就是碳全部溶解了。
那降到830℃淬火有哪些作用？减小变形，还有吗

孤鸿踏雪

专业守炉子 发表于 2013-7-27 08:02
830℃溶碳具体没查，按相图估了一下是1.1的样子，扩散碳势肯定比这个低，那就是碳全部溶解了。
那降到830 ...

       淬火温度的选择原则是，以保证芯部硬度为前提，越低越好，当然是考虑尽可能减小其变形量