改善20CrMnTi材料冷挤压后热处理芯部出现粗晶、混晶组织

yejianwei

1、20CrMnTi材料毛坯经冷挤压工艺，进行等温正火工艺后进行粗加工，渗碳淬火芯部出现如上图片所示粗晶、混晶组织；
2、为改善此不良组织，客户做了如下两种调整措施：
a）、取5只未进行粗加工的毛坯再进行等温正火，再进行渗碳淬火，芯部粗晶、混晶组织稍有减少，但仍无法达到客户接收要求。
b）、取5只未进行粗加工的毛坯再进行调质处理，再进行渗碳淬火，芯部粗晶、混晶组织减少较为明显，可以达到客户接收标准。

请论坛的各位热处理大佬讲解一下，调质处理是否比等温正火更能改善原材料组织晶粒度不良的情况

dzkyx1314

zhuyf220723 发表于 2024-7-16 11:25
调质淬火温度850度，渗碳温度900-930.。。。看来正火真的要被调质取代了

      这里主要原因还是临界变形的问题，通过调质能破坏前后之间联系，后序渗碳淬火不再粗晶，其它问题已经就解决了。一般情况我们会正火处理，而且正火温度会比渗碳温度高，目的就是为了渗碳做组织准备的，但是遇到混晶这种特殊情况，那就没有办法了，能通过温度低一些调质改善也算达到目的了；如果不通过调质，两次正火都不一定把组织搞好。
      调质这个工艺不算正规工艺，它的淬火温度其实是比渗碳温度低的，调质淬火用840-850℃，渗碳温度900℃，按常规理论来说，是不希望这么搞；这个可能就是通过试验和验证得来的“偏方”吧。不具有唯一性，不一定适合所有产品。

dzkyx1314

    这里存在这么一个情况，那就是等温正火的时候实际上已经存在粗晶，然后该处等温后可能还是非平衡组织，渗碳淬火就长大了。
    调质的话淬火温度都比正火的低很多，粗大的晶粒没有没有表现出来，淬火+回火以后为细的回火索氏体，渗碳淬火不会发生找大。
    以上这个情况之前做了大量实验，但不是适合所以产品，只能根据试验情况来定的。因为个别会组织的遗传的产品，淬火温度下混晶也很离谱。

yejianwei

dzkyx1314 发表于 2024-7-13 16:19
这里存在这么一个情况，那就是等温正火的时候实际上已经存在粗晶，然后该处等温后可能还是非平衡组织， ...

存在粗晶的毛坯经过调质处理后再进行渗碳处理，有些情况下是能改变粗晶混晶状态的，但这不是绝对的，我可以这么理解嘛？


出问题批次零件能不能通过调质处理改善还是需要通过验证才能确定

wujunfeng610

冷挤压
根源是临界变形
试试再结晶退火

dzkyx1314

yejianwei 发表于 2024-7-14 08:20
存在粗晶的毛坯经过调质处理后再进行渗碳处理，有些情况下是能改变粗晶混晶状态的，但这不是绝对的，我 ...

     是的，就是这么个意思，我之前做试验的时候，好几种产品调质都解决了该问题，也有解决不了，主要还是前期热冷成型工艺的影响。
     

yejianwei

wujunfeng610 发表于 2024-7-14 09:27
冷挤压
根源是临界变形
试试再结晶退火

再结晶退火和普通退火工艺有什么区别吗？

yejianwei

dzkyx1314 发表于 2024-7-14 11:20
是的，就是这么个意思，我之前做试验的时候，好几种产品调质都解决了该问题，也有解决不了，主要还 ...

挑选了几个等温正火检测存在混晶的毛坯样品，拿去做调质处理，再渗碳淬火，发现这批毛坯混晶问题能解决；

现在增加调质工艺生产1000只试一下。

zhuyf220723

yejianwei 发表于 2024-7-15 12:37
挑选了几个等温正火检测存在混晶的毛坯样品，拿去做调质处理，再渗碳淬火，发现这批毛坯混晶问题能解决； ...

做两次正火即可，或者是渗碳工艺做带中冷的工艺也可。

dzkyx1314

yejianwei 发表于 2024-7-15 12:37
挑选了几个等温正火检测存在混晶的毛坯样品，拿去做调质处理，再渗碳淬火，发现这批毛坯混晶问题能解决； ...

    验证一下，如果调质可以，就固化工艺。

dzkyx1314

zhuyf220723 发表于 2024-7-15 13:02
做两次正火即可，或者是渗碳工艺做带中冷的工艺也可。

    对于那种混晶的产品，一次正火已经解决不了问题了，需要至于两次预处理，就是成本会增加，很多公司都不愿意。渗碳缓冷这种工艺可以优化的地方 就多了，表面和芯都都有益处。同样的也有一定缺点。只能根据实际需求来吧。

zhuyf220723

dzkyx1314 发表于 2024-7-15 13:27
对于那种混晶的产品，一次正火已经解决不了问题了，需要至于两次预处理，就是成本会增加，很多公司都 ...

那一次正火后再去调质，这样的成本更高了。。所以说他的问题还得从冷成型工艺上下功夫。。。。

LINFH

有些情况下调质，可以改善。亚温调质改善很明显。冷锻，冷镦，冷挤压锻造的方式，造成局部应力不均，造成晶粒长大。等温正火加渗碳中冷，调质加渗碳淬火，亚温调质加渗碳淬火。

dzkyx1314

zhuyf220723 发表于 2024-7-15 13:28
那一次正火后再去调质，这样的成本更高了。。所以说他的问题还得从冷成型工艺上下功夫。。。。

   直接调质，不需要正火。就用调质代替正火的预处理。我们之前有产品就这么干的。

zhuyf220723

dzkyx1314 发表于 2024-7-15 14:36
直接调质，不需要正火。就用调质代替正火的预处理。我们之前有产品就这么干的。

调质温度低于渗碳温度，难道不会晶粒粗大？？？ 包括变形量呢？

dzkyx1314

zhuyf220723 发表于 2024-7-15 14:40
调质温度低于渗碳温度，难道不会晶粒粗大？？？ 包括变形量呢？

    不会晶粒粗大，这种产品是在正火温度下晶粒就会急极长大，但是在调质温度下就不会长大，所以通过这个调质预处理，能解决掉部分类似问题。至于你说的变形，调质的产品再渗碳变形不大的，而且一般都会将机加工排在调质之后，问题不大。

zhuyf220723

dzkyx1314 发表于 2024-7-16 07:46
不会晶粒粗大，这种产品是在正火温度下晶粒就会急极长大，但是在调质温度下就不会长大，所以通过这个 ...

反正齿轮渗碳淬火前预处理用调质的不多。

yejianwei

zhuyf220723 发表于 2024-7-15 13:02
做两次正火即可，或者是渗碳工艺做带中冷的工艺也可。

        一次等温正火的产品经渗碳淬火发现芯部混晶、粗晶比例约50%，同一批经等温正火没加工的毛坯，再一次进行等温正火，再渗碳淬火芯部粗晶、混晶比例20%-30%，有改善，但是还没达到客户接收要求；

        所以用调质工艺取样试了一下，效果比等温正火要好，渗碳淬火后，粗晶、混晶的比例降至5%以下，达到要求。

yejianwei

dzkyx1314 发表于 2024-7-15 13:24
验证一下，如果调质可以，就固化工艺。

是的，现在就是等这批1000只加工渗碳淬火出来看结果，如果粗晶、混晶问题解决了，那就可以固化工艺了

yejianwei

dzkyx1314 发表于 2024-7-15 13:27
对于那种混晶的产品，一次正火已经解决不了问题了，需要至于两次预处理，就是成本会增加，很多公司都 ...

渗碳缓冷工艺是指产品渗碳后，在炉内冷却到600℃左右，再升温至淬火温度淬火嘛

yejianwei

zhuyf220723 发表于 2024-7-15 13:28
那一次正火后再去调质，这样的成本更高了。。所以说他的问题还得从冷成型工艺上下功夫。。。。

正火后再去调质是没有办法的办法了，不然这批毛坯都要报废了。

冷成型的工艺调整有没有好的建议