材料热处理和金相

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材料热处理和金相 本人主要从事 GCR15钢材的热处理生产，在实际工作中多少遇到想不到的事情发生。 有个产品的型号是915外圈， GCR15钢材，尺寸是这样的，直径55毫米、壁厚4毫米、高15毫米，当时炉子(网带淬火炉)1到5区温度是840、854、854、854、854，速度是55Min，因为前面有其它品品进行这个温度的淬火工艺。在进行这个比较薄的915外圈淬火加工时候，没有进行降温处理(915产品一般工艺是840~845之间操作)，直接摆放生产了，当时已进入炉子三区了，我发现后及时进行降低温度，实际炉子1到5区温度的调整为830、842、842、842、842，实际提高点网带速度35~40Min 左右的调整处理后，还是发生一部分过热现象的产品。淬火出来端面观察(横向)表面有过热组织现象，组织形态是粗针马氏体，部分碳化物呈网状晶界，和残奥；纵向观察组织形态是隐针马氏体，结晶马氏体，残余奥氏体，未溶颗粒分布比较均匀的碳化物；经过回火出来后组织基本不变保持现状。再通过其他人金相分析判断结果是：表面局部有过热组织现象，而心部是正常淬回火组织，综合判断还是合格的。20Crmo 齿轮渗碳工艺，910度，保温110Min，，油淬冷却，160回火，技术硬度要求 HRC50~58， 实际淬回火硬度 HRA76~83之间(换算 HRC51~59)，渗碳层要求达到0.25~0.38毫米之间，实际达到0.4~0.6毫米之间，组织边部P，心部P+F， 表面有局部脱碳现象，判断是冷却不良引起，深度大约0.05。40Cr 轴棒尺寸长80毫米，直径30毫米，淬火工艺865度，保温时间70Min，油淬冷却，技术要求硬度40~45HRC 之间，实际淬火出来硬度50~55 HRC之间，回火温度设定360~370之间，保温两小时，硬度值在41~45之间；淬回火后金相组织为均匀的中等针状马氏体+残奥+未溶铁素体； 20pm-倍数是400倍，出现热处 理后缺陷问题的是变形量比较大，技术要求变形量在30丝以内，实际有部分产品超过30丝范围。 由于本人单位使用的倒置双目显微镜没有相机配套设备，所以不能很好的提供有关的金相图片，那就根据有由于生产中遇到各种问题，需要检验员，尤其是金相人员及时的指导和检查，适当调整工艺状况，使产品质量有效提高。就以GCr15钢，45钢和40Cr钢材来说说； 40Cr材料前面说过一种工艺状况，45钢也是同样道理，都是属于工磨具材质，一般情况下这种材料热处理工艺在温度850·C~875·C之间，根据材料尺寸大小来设定，冷却介质是盐水，淬火油，或双液淬火，而且这种材料又是调质钢材，对作为模具，齿轮工具等都是不错的材料；用途也不同，技术要求也不同，有的需要调质组织和硬度，一般调质硬度在 HRC25~35之间，组织是均匀的索氏体，见图 一般调质回火温度设定在500~650·C之间，就是大家认可的高温回火得到的组织形态；45钢材薄件事可以油淬火的，大件的呢就以渗碳，双液，和盐水淬火了，根据技术要求一般组织是针状马氏体或板条马氏体 这个是正常的马氏体组织 这个是油淬组织，没有水淬好，从中看到组织形态有所不同； 个人认为薄件是可以达到正常组织的，硬度值在 Hrc50~56之间的。 GCr15钢材也是属于工模具钢之类，-一般以生产轴承为主 这个是正常的 GCr15钢材 500倍数的金相组织，马氏体的亮区和黑区比较明显，随着淬火温度的提高，亮区面积相应增加，黑区则减少。钢中的碳化物不断溶入基体，致使淬火后的残余奥氏体数量增多，由于马氏体和残余奥氏体都是不稳定的相，故淬火后必须及时的进行回火处理，，一方面可消除淬火造成的内应力，还有一方面可使组织趋于稳定，以及稳定工件的尺寸； GCr15钢材一般正常的淬火温度是在835~860·C，保温时间在35~60MIn 之间，需根据材料尺寸大小厚薄来设定工艺状况，淬火介质油冷；一般情况下，油温在70~80之间为佳，油粘度最小，冷却性能良好，以求达到相应的技术要求；要是温度进步升高的话，达到870以上，甚至接近900·C，属于过热组织了，会是奥氏体的晶粒也因碳化物的溶解面逐步长大，首先过程在奥氏体晶界处发生，温度增加，不断想晶内扩展，隐针马氏体区域显著减少，在富碳、富鉻区域除获得粗针状马氏体外，残余奥氏体的含量也因Ms 点的下降而增多，从而使钢的硬度、强度以及冲击值明显下降，工件的变形和开裂倾向则相应地增加。 这个图是 GCr15淬回火 500倍数欠热组织，从中看到隐针马氏体，未溶碳化物，和団絮状托氏体(也称屈氏体)以及残余奥氏体， 这个也是欠热 金相组织。我认为是加热温度不足(偏低)或者保温时间不足(时间)引起组织缺陷，没有得到良好的完全奥氏体化，在冷却后遗留下来，可以再次返工热处理操作能达到技术要求的，还有在冷却不良的情况下也会得到一些屈氏体的，冷却慢了或没有及时冷却等原因都会产生屈氏体组织 这是1000数数的欠热金相组织，从图上看，有屈氏体，隐晶马氏体，残余奥氏体以及及溶碳化物颗粒，还有部分贝氏体组织存在，出现这样情况是，由于工件在炉子中处于加热温度偏低又接近等温淬火和正常淬火温度的临界点以上，冷却时候遗留下来部分贝氏体组织了； 关于金相组织级别评定看 JB/T1255-2001和GB/T18254-2002标准来评判。 以上是我个人的看法，有不对之处大家多指点；江苏南通中兴轴承有限公司，季卫宁。中国材料显微镜网会员：紫琅人