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防止渗碳缺陷的方法

发布时间: 2013-12-6 15:06:41
防止渗碳缺陷的方法 (1)渗碳层中网状或大块状碳化物
  产生原因是渗碳碳势太高,使表面渗层含碳量太高和渗碳后冷却速度过慢。网状碳化物表面脆性增加,渗层易剥落,使用寿命降低,容使零件表面在淬火或磨削加工中产生裂纹。消除办法是进行Acm以上高温淬火或正火。预防办法是炉内碳势减低,扩散时间延长。
(2)渗碳层中大量残余奥氏体
  产生原因是渗碳剂浓度太高表面含碳量过高、淬火温度太高。消除办法是进行高温回火后重新加热淬火十回火或冷处理十回火。预防措施:降低炉内碳势,选择较低淬火温度。
  淬火剂温度偏高也是原因之一。淬火剂温度越低,淬火冷却的终止温度距离马氏体转变终止点Mf也就越近,马氏体转变进行越充分,残余奥氏体就越少。反之,淬火剂温度高了,则残余奥氏体量也就多了。
(3)反常组织
  一般在含氧量较高钢(如沸腾钢)固体渗碳时出现,其特征是网状碳化物和珠光体之间被一层铁素体所分离。这种组织淬火后易出现软点。消除的办法是适当提高淬火温度或适当延长淬火加热的保温时间,以便使组织均匀化,并选用更为剧烈的冷却剂淬火。
(4)渗碳零件中形成魏氏组织
  在高温下进行长时间渗碳后,奥氏体晶粒会急剧长大,碳浓度也大大增加,在随后的缓慢冷却中,二次渗碳体很易于沿奥氏体晶粒的一定晶面析出,形成穿插在晶粒内部的白亮色的粗针。这种组织称为过共析魏氏组织。产生的原因是长时间过热渗碳和渗碳后冷却太缓慢。这种组织可通过渗碳后的两次加热淬火予以改善或完全消除。
  在渗碳件的心部出现魏氏组织,这种魏氏组织的针状物是先共析铁素体。形成的原因是:①原材料为本质粗晶粒钢或原始组织中已有魏氏体组织,通过高温长时间渗碳,晶粒会更加粗大,在随后的缓慢冷却中,先共析铁素体以针状自晶界向晶内析出或在晶粒内部单独呈针状析出而形成白亮针状的魏氏组织。②渗碳工艺不当。温度过高、保温时间太长,奥氏体晶粒特别粗大,导致冷却后出现魏氏组织,这种组织具有明显的过热特征。可通过正火处理来改善或消除。
(5)黑色组织
  某些合金钢渗碳后,表层组织中出现沿晶界断续的网状黑色组织,其深度约为0. 03~0.05mm,其特征与过烧组织相似。这种组织有时也称为非马氏体组织。它的出现会引起表层显微硬度值、耐磨性、零件疲劳强度和接触疲劳强度等降低。
产生原因是由于渗碳介质中的氧向钢内扩散,在晶界上形成铅、锰、钛、硅等元素的氧化物,使得晶界处合金元素贫化,造成局部淬透性下降,而出现了黑色的奥氏体分解产物(屈氏体等)。消除的办法是直接把有黑色组织的表层磨削掉,或采用高冷却能力的淬火介质,或进行喷丸处理(非马氏体层≤0. 02mm时)。 本文参考《热处理工艺问答》一书。
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