4Cr13环模金相问题

ruben518 · 发表于 2009-12-25 11:46:05

因客户采用4Cr13材料做饲料压粒模，全为出口产品，质量要求很高。简单叙述下对方的技术协议：
1、交货硬度：160~200HB；
2、金相组织：（1）非金属夹杂物不说了，（2）球化退火组织应为细小、均匀、完全球化的退火组织，借用GB/T18254-2002（轴承钢标准）中附录A第6级别图评定，合格级别为1~4级；（3）碳化物不均匀性：网状碳化物≤3.5合格，带状碳化物≤1合格，碳化物液析≤1合格，按YB9-68标准评定；（4）晶粒度：按GB/T6394-2002评定，合格级别≥7级，不允许有孪晶存在。
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生产中出现了很多问题，先上一些图，有的小弟也不清楚是怎么回事。问题出在什么地方，还需要通过什么工艺可以去改善。请高手指点！！！（先后顺序图1、2为一个工件，图3、4为一个工件，图5、6为一个工件，图7、8为实验试块） 本帖最后由 ruben518 于 2009-12-26 10:18 编辑

ruben518 · 发表于 2009-12-25 12:06:27

完全符合要求的也有，现在是同一炉号的材质，同一批锻打，同一批进炉热处理，结果有的好，有的差。为什么？

ruben518 · 发表于 2009-12-25 12:14:38

另外第一张图有花斑，这是最近常出现的问题，客户说我们的材料有问题？

我们是经过电炉冶炼+LF炉外精炼+ESR，材料应该不会有问题的。自从该产品生产起至今有1年了，过程情况我心里比较清楚，这里面有很多技术问题和新的疑难问题一直都没解决，我们也请了钢研所的热处理工艺专家、金相高级工程师，还是没彻底解决。很郁闷！

程程 · 发表于 2009-12-25 13:10:22

主要是混晶问题，还有加热的装炉方式的问题。
建议采用双细化处理。

renbenfg · 发表于 2009-12-25 14:23:57

有混晶现象，及液析偏析存在，但不知第一张和第二张的网状，是怎么回事？

damascusf · 发表于 2009-12-25 15:07:55

5# renbenfg

前两张是不是过烧了？

damascusf · 发表于 2009-12-25 15:10:19

6# damascusf
下边是搜到的资料，希望能对你有帮助。

对于４Cr13材料的环模锻造工艺要求为加热温度和时间合适,常见环模锻造问题是：

１）、加热温度过高和时间过长,锻坯呈黄白色,估计温度超过1200℃,此时锻坯易出现表层过烧,整体过热,组织粗大晶粒不均匀现象;

２）、炉温均匀性差。加热过程中因温度不均匀使锻件过热或局部过烧造成晶粒粗大、锻坯的均质性差。锻件尺寸越大 ,这种现象就越严重。在随后的热处理工艺中难以消除这种缺陷 ,也是造成环模开裂的常见原因。

３）、由于铸锭中存在如偏析、非金属夹杂物、疏松等缺陷 ,所以要通过锻造变形来改善和消除 ,这是锻件达到良好综合力学性能的基础。对于纵向横向性能要求较高的锻件，应当采用良好的组合锻造工艺，单一的锻打工艺难以保证质量。

４）、锻后冷却温度、速度控制不好，如果冷却速度非常缓慢 ,容易发生奥氏体再结晶 ,已经被锻造中细化的晶粒会发生异常长大造成混晶，

５）、退火处理：应对环模毛坯的硬度加以控制，其硬度在HB170~220之间为宜，如果硬度过高，钻孔时钻头易断裂，并造成死孔，硬度过低则影响模孔的光洁度。

ruben518 · 发表于 2009-12-25 15:43:03

6# damascusf

过烧？出现晶界氧化了么？...

damascusf · 发表于 2009-12-25 20:11:10

8# ruben518

前面两张碳化物成网状分布，应是过热了吧。我前面说过烧不对。

shenfuhai · 发表于 2009-12-25 21:51:59

楼主料品质太差 ! 建议使用S136或S-STAR看看作用如何.

wind1.chen · 发表于 2009-12-26 08:04:18

从金相看，网状组织的含碳量比基体高，晶粒度表明其为高温产生；根据其工艺为：锻造+球化退火，推测可能是锻造析出网状组织，然后在球化退火时又完全A，但成份依旧不均匀，在球化时又保留了网状组织；这种材料脆性太大，最终淬火处理不能够消除，因此材料要返工（用完全退火试一试）。 本帖最后由 wind1.chen 于 2009-12-26 08:05 编辑

浪迹天涯 · 发表于 2009-12-26 08:18:18

材料确实不好，可在冶炼时适当降低含碳量

renbenfg · 发表于 2009-12-26 08:25:55

跟据我的经验，你的球化组织是达不到，ＧＢ／Ｔ１８２５４－２００２。第一级别图谱：２一４级的。原材料中有很多的液析碳化物，及偏析的铁素体区，还有条状的网等，这些缺陷不用说退火，就是正火也消除不了。是钢锭浇注后，结晶时的缺陷。应严格检验钢材的质量。实在达不到可跟钢厂协议订货。

ruben518 · 发表于 2009-12-26 10:13:16

不同意以上兄弟们的观点，说材料质量很差，我不会相信。原材料是通过电炉+LF炉外精炼+ESR，请问这样的工序炼不出好材料，还有什么好手段获得？
因为4Cr13属于高Cr钢，所以本身存在偏析是无法避免的。除非做一次高温扩散处理（或均质化处理），但是我们没有这种设备做不到。还有种方法是通过大的锻造变形来改善和消除，控制停锻温度不能过高，再经过固溶处理加双细化处理+等温球化退火，这方法我用马弗炉做过实验，效果不错。（见上面最后两张图）但是一投入批量生产，就不行了。部分合格，部分不合格。客户每一批只抽检2~3件，一发现一件不合格就一批就全部退货。很郁闷！现在大家帮我分析一下，怎么样才能是每批产品全部合格，哪怕合格率90%也行。

czarthur · 发表于 2009-12-31 08:31:47

会不会是锻造的问题。有条件的话楼主可以记录一下金相不合格的零件锻打是在加热炉中什么位置，是不是始锻温度太高了

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