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網狀碳化物的產生原因及解決辦法
發布時間:
2016-01-20 00:00
來源:
承受交變沖擊載荷的零件材料為20Cr2Ni4,滲碳淬火后發現滲層有網狀碳化物存在,級別為2級,想請問:
1.網狀碳化物是如何產生的?
2.對產品使用有何危害,直接表現形式是什么?
3.它和球狀碳化物有什么區別,對組織、使用性能有分別有什么影響?
網狀碳化物將增大鋼中化學成分的不均勻性,在熱處理淬火時容易造成很大的組織應力,導致零件的變形及開裂。網狀碳化物的存在大大地削弱了基體晶粒間的聯系,使鋼材的機械性能降低,尤其是沖擊性能的降低,而且隨著網狀碳化物級別的增大,沖擊性能則不斷降低。網狀碳化物對抗彎強度極限和抗拉強度極限也有著顯著的影響。另外,隨著鋼材中網狀碳化物級別的增加,接觸疲勞強度降低,存在有粗大網狀碳化物的縱向試樣的接觸疲勞強度約降低30%。網狀碳化物級別每增高一級,零件的使用壽命降低約三分之一。
嚴重的網狀碳化物在隨后的球化退火過程中無法將其消除,只有通過正火工藝才能消除或改善網狀碳化物的組織。如果網狀碳化物較輕,在球化退火過程中部分的網絡可以斷開,而且可以被球化。但造成碳化物的顆粒較大和球化退火組織中的碳化物顆粒不均勻。
20Cr2Ni4滲碳,碳勢高的話,滲層會有網狀碳化物存在,如果網狀碳化物較嚴重,那么在淬火加熱時不能完全溶解,零件一般都留有磨量,如果網狀碳化物層深度在磨量范圍內,在隨后的機加工時就磨沒了,對零件的使用沒有太大影響。如果網狀碳化物層深度過大,會使零件表面變脆。
二次滲碳體呈網狀分布時,對鋼的機械性能有何影響?怎么避免減小韌性,變脆,力學性能降低
退火或者正火時,由于加熱溫度過高或者冷卻過分緩慢會造成先共析相沿奧氏體晶界析出。亞共析鋼中的先共析鐵素體或過共析鋼中的二次滲碳體析出后形成網狀組織。此乃網狀組織的形成原因,知道了形成原因就不難解決問題了。即熱處理時溫度不能升的太高,冷卻速度不能過于緩慢。
在進行淬火時,亞共析鋼中的網狀組織會自行消除,而過共析鋼中的網狀組織則不能,必須進行一次正火處理,即把過共析鋼的溫度加熱到Accm溫度以上30-50度,網狀組織也就是二次滲碳體會自動溶入奧氏體當中。
網狀碳化物出現后,一般采用退火后提高淬火溫度重新處理,就能解決。 相當于亞共析鋼的網狀鐵素體生成原理,只要提高冷卻速度就可以做到 !
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