GCr15钢高频感应淬火后得到是马氏体还是贝氏体组织？

fujunhua-2008

材料GCr15钢，热处理工艺：高频感应淬火+170度回火。
由于感应线圈加热的缘故，工件的某一个部位感应淬火后硬度很低，只有61.5-62.0HRC。其他部位硬度在64.0HRC左右。经回火后金相分析，在硬度低的部位并没有发现异常，马氏体组织似乎也不错。
我感到很奇怪，一般来说感应淬火后硬度比整体淬火要高2-3HRC，至少在65HRC才算正常。但现在我们感应淬火后才61.5HRC。而硬度是金相的反映而已，而我看到的马氏体组织也不错啊。
今天看ASM的一本厚厚的书，Heat Treater's Guide。看到一组E52100（相当于国内GCr15）经各种热处理后金相相片，其中有一个是这样的：790℃奥氏体化0.5h，淬油，回火一个小时。金相说明上是：黑色组织为贝氏体，白色组织为马氏体，白色点状为未溶解的碳化物颗粒。而我除了发现碳化物多一点外其他与马氏体组织没有区别。
我的疑问是，按照过冷奥氏体冷却图，当冷却速度小于临界冷却速度时才会形成贝氏体组织，而似乎与加热温度没有关系吧。只要加热温度能奥氏体化就可以了。但，我又怀疑我们高频感应淬火的组织不是马氏体，因为马氏体组织硬度不会这么低吧。所以，很有可能是M+B组织。
各位有什么高见？

hy0808hy

790℃奥氏体化0.5h，淬油.黑色组织应该是屈氏体吧!
1 高频淬火保温的时间极短,如果原始组织经过球化退火,那么在这么短的保温时间下,溶入奥氏体的碳就比较少,硬度上不去也就正常了
2 感应淬火提高硬度是因为得到极细的组织, GCr15淬火也得到极细的组织

心情

加热温度低了，合金元素溶入A就少了，淬透性就会低了，所以冷却时候会出现贝氏体

fujunhua-2008

我和美国一个金相工程师沟通，他们没有屈氏体这一名词，从冷却温度由高到低依次是P、B、M。所以，他们应该叫B。
谢谢，这下我明白了。

天天小非

屈氏体一般叫托氏体,而不是贝氏体

fujunhua-2008

我觉得这涉及到另一个话题，地域不同导致专业名词叫法不一样。
在台湾，把珠光体叫波来铁，把铁素体叫肥粒铁，把马氏体叫麻田散铁，把碳化物叫雪明碳铁，奥氏体叫沃斯田铁，贝氏体叫变韧铁。但，我不知道在台湾索氏体和屈氏体分别叫什么了。不知道有没有人知道？
但，英文名就一样了。分别是Pearlite，ferrite，martensite，cementite，austenite，bainite。
sorbite和troostite很多老外不明白，尤其是troostite。上次，一个总公司的金相工程师出差来中国，问我troostite到底是什么组织。我在冷却曲线上由上到小一次写上P、S、T、B、M他才明白。好像在美国，没有或很少有S和T的叫法。
屈氏体、索氏体和珠光体其实本质上都是一种珠光体，只是珠光体的片层间距由细到粗而已。
Gr15钢790℃淬火得到的究竟是M+T还是M+B？我觉得还有探讨的必要。790℃奥氏体化温度肯定偏低，如果得到屈氏体是怎么形成的，又有没有得到贝氏体的可能呢？
我一直有一个疑问，就是怎么会形成屈氏体和索氏体组织？看冷却曲线图，奥氏体化后以不同的冷却速度有珠光体转变区、贝氏体转变区和马氏体转变区。冷区图上没有提到索氏体和屈氏体组织。是不是也有这两个冷区区？
例如：35CrMo钢860℃保温淬火，淬火后得到的应该是板条状和针状马氏体组织，用550℃回火后，得到的组织却是回火索氏体。（这是我们很常见的调质处理工艺）。我就弄不明白了，回火温度不同，组织也不同了？还有，弹簧钢中温回火后，组织叫回火屈氏体。等等。其实，我觉得都是回火马氏体而已吧。
不知道各位对以上疑问有什么高见？

fujunhua-2008

各位大侠，请帮忙进来解开我的疑问。

MYG

在光学显微镜下，有时很难区分61.5-62.0HRC与64.0HRC的淬火马氏体的差异。检验GCr15的淬火质量，淬火组织和硬度缺一不可，组织合格，硬度不一定合格，反之亦然。

wangyr3106

很多老外如美国，回火屈氏体和回火索氏体组织都统称回火马氏体。

peipei0687

楼主  在淬火后如果冷速够快得到的肯定是M，至于你所说的为什么回火后温度不一样叫法也变了的原因，我想你应该学习下钢淬火后回火过程M的分解过程，看明白了后 我想你自己就会不用问了

pettybee

如果感应加热需要保温的时间短，那么奥氏体晶粒就不会长大而比较细小，淬火后得到较细的马氏体，因此硬度偏大。但碳含量这么高，渗碳体未必会全部溶解，如果局部碳含量不够高，那么淬火后马氏体的硬度可能会弱化，而这在回火后的金相组织下是看不出来的，仍然为回火马氏体。这个合金含碳量较高，即使得到贝氏体也是下贝氏体，回火下贝氏体和回火马氏体可以认为是无区别的。即使在TEM下，从形貌来说也不好分辨。淬火下贝氏体与马氏体相比，下贝氏体比较黑。

wangqinghua196

你的和美国工程师的沟通，可能美国工程师有问题,看链接的内容《金相学史话(1)：金相学的兴起》（郭可信），文中提到索氏体这一名词的发明人。
http://www.china-metallography.c ... tory/history001.htm

原文引用： “索氏是国际公认的金相学创建人, 特别是在英国和美国, 都在1963年召开了金相学诞生一百周年报告会[4, 5 ] , 纪念索氏在1863 年的发现(索氏在锻铁中观察到魏氏组织的论文发表于1864 年, 但是在他的1863 年7 月28 日的日记中对此已做了记载)。他的姓氏还被用来命名钢中的一种淬火或回火组织——So rbite, 即索氏体。”

原文引用：“顺便提一句, 我们今天使用的转变点符号都是沿用当年Osmond 用过的, 如A (法文驻点A rrestation 的第一个字母) 代表转变点, 下标c (法文加热chauffage 的第一个字母) 及r (法文冷却refro idissement 的第一个字母) 分别代表升温及降温的转变点。显然, α、β、γ也是延用Osmond 的符号。
Osmond 还有谦逊的美德。一方面不让在他逝世的讣告中说明他在金相学方面的业绩; 另一方面把荣誉让给别人, 如他推崇索氏为金相学的奠基人,马氏为伟大的金相学家, 分别用他们的姓氏命名索氏体和马氏体。他还把他自己发现的碳在γ铁中的固溶体命名为Austenite, 即奥氏体, 以纪念在Fe-C平衡图方面作出巨大贡献的W. C. Roberts-Austen(以下简称奥氏)。甚至他还用物理化学家L. J.Troost (巴黎大学教授, Osmond 曾受过他的指教,但他本人从未在金相方面做过研究) 的姓氏命名钢中的一种共析相变组织—Troostite, 即屈氏体。”

wangqinghua196

我再说多余的话：
关于如何称谓热处理组织名词，在我们国家已经有法律文件了，无论哪个地区或国家在中国必须使用中国的法律法规；何况所谓的外国专家，我看也不竟然全是专家，只是外籍人士而已。看连接《金属热处理工艺术语》：
http://www.rclbbs.com/viewthread ... 6%9C%AF%E8%AF%AD%2B

wangqinghua196

这种“老外”也是专家？！他们都已经“忘记”他们自己的老祖宗了！
看看这些热处理组织名称的来历就知道是否真忘记他们的老祖宗了。

renbenfg

你所说的现象，在高频淬火后肯定不是贝氏体组织。至于硬度较低，与你所说有可能是感应圈加热的缘故。至于贝氏体[下]一般需要等温4小时以上。形态是针状　（下Ｂ）。你的加热和冷却方式，不具备形成贝氏体条件。事实如此，谁说都得符合事实。

[ 本帖最后由 renbenfg 于 2009-8-18 14:50 编辑 ]

guowendy

索氏体的定义及组织特征。索氏体，是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232标准)。其实质是一种珠光体，是钢的高温转变产物，是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其层片间距较小（30～80nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种平衡组织。
      回火马氏体的定义及组织特征。回火马氏体（β－martensite）是淬火马氏体回火时，碳已经部分的从固溶体中析出并形成了过渡碳化物此时的基体组织。它是马氏体的一种回火组织，其α固溶体仍有一定的碳的过饱和度，仍是一种亚稳组织。
      回火索氏体的定义及组织特征。回火索氏体(tempered martensite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。常温下是一种平衡组织。
     索氏体和回火索氏体不能混为一谈。

renbenfg

同意楼上的分析，沾火索氏体和回火索氏体从形态上结构都不一样。楼上说得对。年轻人大有可为。

梦梦

fg，我也认为楼上说的很正确，您可不可以说下这三种组织的各方面性能有什么区别呢？

sunwangjun

最好能给出索氏体和回火索氏体的金相照片，让大家学习一下。我这有一张锅炉高温再热器管子的金相照片，材料为SA-213T91，供货状态，热处理工艺应该为正火（此种材质正火即可得到马氏体）加高温回火，组织为回火索氏体。我不知道在组织和性能上这两种组织有明显区别吗？

lihuashi

个人观点：

出现这种现象的主要原因可能是冷却不足或者在淬火过程中加热时间过短（即推进器速度过快）。至于组织，个人认为在感应淬火过程中加热温度已经达到GCr15的Ac1温度（700℃），但是由于加热时间过短，珠光体组织（或者说F-Fe3C组织）并未完全转变为奥氏体，而且Cr元素的存在也阻碍了这一转变的程度。

下图是本人根据上述问题的描述和个人经验制作的试样图片（试样的处理过程为高频感应淬火+150℃回火2h，在淬火过程中使推进器的速度尽量的大，只使其表面受热，但是未达到完全奥氏体化状态），个人认为组织为隐晶马氏体+残留奥氏体+未融F-Fe3C+残留碳化物，而且经测定也发现试样表层的硬度为59~60HRC（回火后），与问题的描述状态基本一致。这也是本人做出上述判定的一个依据。

图1：放大倍数500X，腐蚀剂：4%硝酸酒精，腐蚀状态：正常。

图2：放大倍数500X，腐蚀剂：4%硝酸酒精，腐蚀状态：正常。

建议对此类问题的解决还需要正确辨认轴承钢淬回火组织中歌组织的形态，做到硬度是组织的反应。
这是本人的一些粗浅理解，希望能够对您有帮助。
原文在本人博客：
http://hi.baidu.com/rusongbao/blog/item/69601ccfa872c93eb700c850.html