42CrMoA调质处理机械性能不合格，求指教

luoyacao · 发表于 2014-11-29 21:03:59

本帖最后由 luoyacao 于 2014-12-1 20:09 编辑

42*300（mm）螺栓，42CrMoA材料，西宁特钢。要求10.9级（32-39HRC），抗拉1040，屈服940，延伸9，断面收缩48.
工艺：870℃保温150min，碳势0.42，油淬。 545℃回火210min。装炉500KG左右，工装由网格垂直放（不存在叠加问题）
设备：丰东UBE-600型多用炉。淬火油为日本华岛超快油。
检测结果：表面/近表面37-39HRC，心部35-36。抗拉强度1120,屈强1018，延伸15，收缩46.

问题：断面收缩不合格，或者说不稳定，多次生产、检测，前三个机械性能指标都合格，就收缩幅度，有时候能到51-53，有时候出现45左右。多方调整淬火温度（860、870、880）、淬火保温时间（120min，150min，180min）、回火温度（535，545，555）保温时间（180，210，240）。都没能稳定合格率。
求热处理达人给点建议。
附图粗糙金相图
400X

100X

补充一下：原材料是热轧态45mm棒材

luoyacao · 发表于 2014-11-29 21:06:05

400X图中白色组织是不是F？是未融铁素体还是先析出铁素体？对机械性能有没有影响？

wanghgseu · 发表于 2014-11-29 21:22:29

这个金相看不太明白，不知是腐蚀问题还是别的啥问题

luoyacao · 发表于 2014-11-29 21:39:22

wanghgseu 发表于 2014-11-29 21:22
这个金相看不太明白，不知是腐蚀问题还是别的啥问题

金相制作不太会，这也是参考书本自学的，没人指导。不过我对比金相图谱，看起来也是觉得跟标准的图谱有点区别，可能是我的金相软件太差了，在显微镜下面看的时候挺好的，电脑上截图就成这样了。

fengyonghe · 发表于 2014-11-30 17:38:08

每张图都有不少铁素体，是淬火温度问题还是冷却速度问题？

luoyacao · 发表于 2014-12-1 20:06:48

fengyonghe 发表于 2014-11-30 17:38
每张图都有不少铁素体，是淬火温度问题还是冷却速度问题？

我就是求教呢？上面都有工艺在，给分析一下为什么？如何提高断面收缩

shaogang78 · 发表于 2014-12-1 20:39:42

你既然说是西宁特钢的材料，那原材料的成分变动幅度很小，不会是化学成分的原因。检查一下轧材的原始金相组织，最好再做一个低倍材料，如是45mm轧圆，那就肯定存在一定的芯部疏松，这会是影响断缩的一个原因。措施1.增加一道正火，再次均匀组织；2.适当将机加中心孔稍偏一点点，避开芯部疏松的正中心；3.880淬火加560回火加油冷；可能会提高一点合格率。

fengyonghe · 发表于 2014-12-1 21:08:05

看来有可能是原材料带状问题了。

wanghgseu · 发表于 2014-12-1 22:16:55

看起来像是先析铁素体，估计冷却有点慢了吧，或者转移有点慢了

luoyacao · 发表于 2014-12-5 21:47:20

shaogang78 发表于 2014-12-1 20:39
你既然说是西宁特钢的材料，那原材料的成分变动幅度很小，不会是化学成分的原因。检查一下轧材的原始金相组 ...

我也是将注意力放在了热轧后原材料组织问题上的，成分做了分析，都在标准内。原材料做了一个金相分析，带状组织明显。由于本人金相知识不太好，也看不出个好坏。现在情况是，已经机加工成型了（没有多余的余量）。再做正火处理，要面临表面氧化的风险。十几吨的在制品，不知道能不能做880℃淬火，再840℃二次加热淬火的方式，来提高性能？

luoyacao · 发表于 2014-12-5 21:48:13

fengyonghe 发表于 2014-12-1 21:08
看来有可能是原材料带状问题了。

原材料带状是存在的，毕竟是热轧态。能不能补救了？已经没有加工余量了

luoyacao · 发表于 2014-12-5 21:51:17

wanghgseu 发表于 2014-12-1 22:16
看起来像是先析铁素体，估计冷却有点慢了吧，或者转移有点慢了

先析出铁素体？这个不太明白，我个人倾向于原始组织偏析铁素体，在奥氏体化时扩散不足造成贫碳奥氏体，淬不硬。有没有这种可能呢？听说最好是通过一次正火，但是现在情况不允许了

197971500 · 发表于 2014-12-5 22:50:28

你的图片看不到明显的带状组织，存在未溶铁素体，应考虑延长保温时间，加大冷速，延长回火时间。

shaogang78 · 发表于 2014-12-6 18:55:51

luoyacao 发表于 2014-12-5 21:47
我也是将注意力放在了热轧后原材料组织问题上的，成分做了分析，都在标准内。原材料做了一个金相分析，带 ...

两次淬火没用的，不过你想试试也可以，有一个感性认识。

luoyacao · 发表于 2014-12-8 19:26:59

shaogang78 发表于 2014-12-6 18:55
两次淬火没用的，不过你想试试也可以，有一个感性认识。

死马当活马医了，毕竟我已经提高到880℃保温150min淬火了。再提高温度或增加保温时间就要冒着晶粒粗大或淬裂风险（或许能通过降温淬火规避）。
加热设备和淬火介质已经限制我的加工能力，尺寸成型件又不允许做多的预处理。貌似只能做报废处理了

316600262 · 发表于 2014-12-10 09:44:02

可以将你的合格产品和不合格产品的表面、心部硬度做个比较，看是否有明显差异。

zhenzhen_214 · 发表于 2014-12-11 10:19:02

降低下奥氏体化温度，我们都在850一下做，硬度不够的话提到880，然后将550回火时间再延长到6-8h。

koocshuai · 发表于 2016-9-19 16:09:00

问题解决了么？从照片看你的热处理金相是没有问题的。不过最后的性能要求和实际的性能有点差别。实际的抗拉强度太高了。可以考虑降一点。毕竟材料的强度硬度低了可以提高塑形和韧性。另外，考虑淬火前要进行预冷。

四石 · 发表于 2016-9-23 17:47:06

气体含量和轧材是否有效缓冷对面缩影响较大！

王武一 · 发表于 2016-9-25 14:46:19

好像有未溶铁素体，适当提高淬火温度或保温时间试下。

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