渗碳齿轮表层白色组织咨询

steeljin · 发表于 2017-6-1 15:10:18

本帖最后由 steeljin 于 2017-6-5 15:21 编辑

我厂生产汽车变速箱齿轮，材料为含Mn和Cr的低碳钢，设备为推盘式连续炉。
工艺为940度左右渗碳，渗碳介质为RX气+丙烷，以及少量氨气，碳势强渗区和扩散区碳势都在0.8-0.85%左右。
淬火时在氮气保护下进行。

现在在产品表层出现了一层约15um厚的白色组织，见下图。以齿根位置居多，齿尖位置偶尔出现。
现在不确定该白层到底是什么组织。有没有可能是残余奥氏体/铁素体/贝氏体中的一种或几种？
谢谢！

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又增加了两幅比较严重的情况下的图。
另对工艺做补充：
锻造正火态毛坯，机加后热处理，940度渗碳，无预冷直接60度油淬（氮气保护），160度回火。有效硬化层厚度要求0.5-0.9mm.

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:28:36

重庆热处理协会发表于 2017-6-3 11:13
这是好东西，氮化所讲的白亮层，很正常。

我们的工艺是碳氮共渗，温度在900以上。这种情况下会出现渗氮工艺中的“白亮层”吗？从图上看并不像渗氮时的白亮层

天天小非 · 发表于 2017-6-8 09:33:57

打一下显微硬度吧，亲。
不管你用多大载荷，打完硬度后看压痕，如果打溃了，铁素体的可能偏大，打裂了，氮化物的可能性偏大

cnszgong · 发表于 2017-6-3 21:29:20

940度左右渗碳温度下，氨气分解充分氮势不会那么高吧！！
铁氮相图上，奥氏体溶氮极限是3%以上，零件表面氮浓度要达到3%以上才有可能在奥氏体区析出氮化物，达到5.6%以上才有可能出现全氮化物的白亮层，氨的分解率是和温度有关的，温度越高，分解率也越高，通入的氨气大部分都提前分解成氮气和氢气了，炉气里可以提供的活性氨分子越少，也就是氮势越低。
在940度温度下还能得到白亮层！！！！
至于这个“白色变质层”，我怀疑是试样切割时这个位置的温度过高（奥氏体化），得到的马氏体，也就是烧伤。

cnszgong · 发表于 2017-6-6 15:51:57

wya-8 发表于 2017-6-6 15:49
书上说
1.气体碳氮共渗一般在750--930℃范围内；940℃（气体）930℃（液体）
2.组织表层奥氏体+含氮马 ...

那需要建立一定的氮势才行的。

cyj · 发表于 2017-6-4 08:11:09

是表面脱碳层。

steeljin · 发表于 2017-6-1 16:18:46

补充一下工艺：锻造正火态毛坯热处理前进行机加，940度渗碳，60度油淬，160度回火。

徐世杰 · 发表于 2017-6-2 14:10:37

看图片贝氏体和残余奥氏体可排除。像是抛光时边缘未抛到，未被腐蚀！

徐世杰 · 发表于 2017-6-2 14:12:53

可检测距表面0.03-0.05mm处的维氏硬度，看是否脱碳！

重庆热处理协会 · 发表于 2017-6-3 11:13:17

这是好东西，氮化所讲的白亮层，很正常。

cnszgong · 发表于 2017-6-3 21:40:57

使用常规气体渗碳加热炉对齿轮渗碳，一般轮齿的齿顶和齿面连接的“尖叫”位置碳浓度最高（尖角效应），齿根位置碳浓度最低，这是由齿轮形状决定的，假设有“白亮层”、那么也应该在轮齿的尖角位置“白亮层”最厚。
建议楼主首先对这个试样打一下显微硬度（建立硬度梯度曲线），然后拿去重新低温回火以后再打一下显微硬度（建立硬度梯度曲线），对比一下看看。

cnszgong · 发表于 2017-6-3 22:10:51

这个白色层就是烧伤。

liusx0900766 · 发表于 2017-6-4 17:08:54

cnszgong 发表于 2017-6-3 22:10
这个白色层就是烧伤。

给一张裂纹处500倍的。

Consulting · 发表于 2017-6-4 17:29:26

氮气保护淬火可能会脱点碳，但不应该太厚，除非在氮气条件下时间有点长。在氮气条件下仃留了多长时间？

wya-8 · 发表于 2017-6-4 23:51:34

本帖最后由 wya-8 于 2017-6-4 23:53 编辑

steeljin 发表于 2017-6-1 16:18
补充一下工艺：锻造正火态毛坯热处理前进行机加，940度渗碳，60度油淬，160度回火。

再补充一下工艺：预冷区的介质。

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:24:04

cyj 发表于 2017-6-4 08:11
是表面脱碳层。

能不能解释一下为什么呢？

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:24:44

徐世杰发表于 2017-6-2 14:10
看图片贝氏体和残余奥氏体可排除。像是抛光时边缘未抛到，未被腐蚀！

这个应该不会，经常出现，重新再抛还会有

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:25:36

徐世杰发表于 2017-6-2 14:12
可检测距表面0.03-0.05mm处的维氏硬度，看是否脱碳！

现场没有显微硬度的压头，只能打到HV0.5

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:26:43

wangzeshi 发表于 2017-6-2 14:33
个人看法，你表面白色的是氮化物，是氮气过高引起，碳势0.8-0.85%？渗碳层要求多少？

0.5-0.9mm，已在主贴中补充。碳氮化物吗？什么条件下会出现呢？

zcj825448091 · 发表于 2017-6-5 15:27:32

wangzeshi 发表于 2017-6-2 14:33
个人看法，你表面白色的是氮化物，是氮气过高引起，碳势0.8-0.85%？渗碳层要求多少？

同意，氮化物的可能性比较大

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:35:54

cnszgong 发表于 2017-6-3 21:29
940度左右渗碳温度下，氨气分解充分氮势不会那么高吧！！
铁氮相图上，奥氏体溶氮极限是3%以上，零件表面 ...

同意您上面的分析。
最后一句说的“烧伤”，如果是重新奥氏体化在淬成马氏体的话，为什么是白色的呢？
另外，对比您贴的图，和我们的情况不太一样。具体请参考我又在主贴更新的图。
麻烦再帮忙分析一下，谢谢！

steeljin · 发表于 2017-6-5 15:37:25

cnszgong 发表于 2017-6-3 21:40
使用常规气体渗碳加热炉对齿轮渗碳，一般轮齿的齿顶和齿面连接的“尖叫”位置碳浓度最高（尖角效应），齿根 ...

齿根处的冷速最慢，能不能从这上面分析呢？

显微硬度，我们这只能打到HV0.5，没办法达到这一白色薄层的硬度。

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