Colección de defectos comunes y medidas preventivas en carburación y temple

    La carburación y el temple es en realidad un proceso compuesto, a saber, carburación + temple. A menudo estamos acostumbrados a hablar de los dos juntos, porque los dos procesos que se completan en el mismo equipo son los que se encuentran con mayor frecuencia en la producción (pero también hay procesos de enfriamiento de aire de carburación, enfriamiento lento de carburación y luego de recalentamiento y enfriamiento, y procesos secundarios proceso) Entonces, algunos de los fenómenos indeseables que se encuentran en la producción son problemas de cementación, algunos son problemas de enfriamiento y algunos son el resultado de los efectos combinados de cementación y enfriamiento.

Sabemos que todos los procesos de tratamiento térmico son inseparables de tres cuestiones fundamentales: calefacción, conservación del calor y refrigeración. En detalle, incluida la temperatura de calentamiento, la velocidad de calentamiento, el tiempo de mantenimiento, la velocidad de enfriamiento y, por supuesto, los problemas de la atmósfera. Entonces, una vez que algo sale mal, habitualmente analizaremos la causa desde estos aspectos.

       Para cementación y temple, a menudo probamos estos indicadores: apariencia de la superficie del producto, dureza de la superficie, dureza del núcleo, profundidad de la capa cementada, (profundidad de la capa endurecida efectiva, profundidad de la capa totalmente endurecida) estructura metalográfica y deformación. Compartamos mis puntos de vista sobre estos indicadores respectivamente.

1. Problema de apariencia
      1. Escala de óxido: Esto se debe principalmente a fugas del equipo, gas portador impuro o contenido de agua. Necesita encontrar la razón en el equipo y las materias primas.

       2. El otro problema más problemático es el problema de las manchas, que también es un requisito nuevo y desafiante para el tratamiento térmico en los tiempos modernos. Las razones son complicadas y muy profundas.

dos. Dureza incondicional
1. Alta dureza (no discutido)

       2. Baja dureza: Hay dos situaciones, una es la carburación no calificada. La razón puede ser que la capa cementada es demasiado poco profunda para cumplir con los requisitos de los dibujos (la capa cementada no está infiltrada), o la escala de detección seleccionada excede el rango tolerable de la capa cementada existente, lo que romperá la capa cementada.

Solución: reponga la filtración y siga la regla de inspección. JBT 6050-2006 "Principios generales para la inspección de dureza por tratamiento térmico de piezas de acero" La profundidad de la capa cementada es en realidad una función de la temperatura, el tiempo y el potencial de carbono. A partir de los factores anteriores, podemos considerar formas de aumentar la temperatura de calentamiento, extender el tiempo de retención y aumentar el potencial de carburación. (Por supuesto, el ajuste de cada parámetro debe combinarse completamente con los requisitos de su propio equipo y productos) También puede deberse a la existencia de organizaciones que no son de caballos en la superficie. Otra situación ocurre cuando la dureza es baja, es decir, la carburación está calificada, pero el temple no está calificado. Generalmente hablando, no se apaga. Esta situación es la más complicada, como dice el refrán: el tratamiento térmico se basa en calentar las tres cuartas partes y enfriar las siete cuartas partes. También refleja la posición que ocupa el proceso de enfriamiento en el proceso de tratamiento térmico.

La siguiente es una prueba comparativa que diseñé. Puede discutir el efecto del enfriamiento sobre la dureza.

Tome 3 grupos de barras de prueba con diferentes materiales pero las mismas especificaciones y dimensiones, cuyo tamaño es Φ20mmX100mm. (Llamamos barra de prueba de acero No. 20 No. 1, barra de prueba de 20Cr No. 2 y barra de prueba de 20CrMnTi No. 3) Las barras de prueba se carburizan en el mismo calor usando el mismo proceso. Suponiendo que la profundidad de la capa cementada de las tres barras de prueba es 0.6-0.7 mm (ps: la suposición solo se establece en un estado ideal).

Tenga en cuenta las siguientes condiciones:

una. Terminar de templar en las mismas condiciones.

B. El medio de enfriamiento es aceite lento, aceite rápido, agua clara, agua salada

 C. En el mismo medio sin agitar y agitando y enfriando intensamente, las tres barras de prueba se toman cada una en dos grupos para la prueba.

Una vez completada la carburación, el grupo A se apaga a 800 grados y el grupo B se apaga a 860 grados. ¿Cuál es el orden de dureza de mayor a menor? ¿Cómo ordenar la capa endurecida (con 550HV1.0 como límite) de profunda a superficial? Tome dos barras de prueba del mismo material y compare y pruebe, ¿qué grupo puede obtener una mayor dureza de temple y una profundidad de capa endurecida efectiva?

 ¿Se puede concluir a partir de los resultados de las pruebas anteriores que la profundidad de la capa cementada no es igual a la profundidad de la capa endurecida efectiva, y la profundidad real de la capa endurecida se ve afectada por la capacidad de endurecimiento del material, la temperatura de temple y el enfriamiento? Velocidad. Las características de enfriamiento y la intensidad de enfriamiento del medio de enfriamiento también afectan el efecto de enfriamiento. Las anteriores son las opiniones de las personas, si hay algún defecto, puede agregar. Por supuesto, el efecto de tamaño de las piezas también afecta al efecto de endurecimiento.

Creo que un inspector experimentado puede determinar la causa real de la baja dureza organizando y combinando otros métodos de prueba, y luego encontrar la causa real para resolverlo; Como artesano, si está familiarizado con las características de las materias primas metálicas convencionales, el rendimiento de enfriamiento de sus propios equipos y medios ha alcanzado un cierto nivel de reconocimiento, lo que es de gran ayuda para la formulación de procesos de cementación y temple.

        3. Dureza desigual: temperatura uniforme del horno (que afecta la uniformidad de cementación), estructura del equipo, circulación de la atmósfera, carga del horno (que afecta la uniformidad de la capa de cementación y, al mismo tiempo, afecta la uniformidad de enfriamiento)

        4. La dureza del núcleo no está calificada. Demasiado alta: la temperatura de enfriamiento es demasiado alta, la templabilidad del material es demasiado buena, el límite superior de composición de carbono y aleación y la velocidad de enfriamiento media es demasiado rápida. La dureza del núcleo es baja: todo lo contrario.

Ejemplo compartido: producto de acero 20 # de 1.5 mm, requisitos: capa de infiltración con núcleo de 0.2-0.4 mm HV250, algunos amigos de la misma industria piensan que los requisitos no son razonables (todos deben saber que la dureza más alta de la martensita de losa de acero 20 # será HV450- 470) Para resolver este problema, primero debemos comprender las características de este material: incluida la templabilidad y la templabilidad.

Luego combine los factores mencionados anteriormente que afectan el efecto de enfriamiento y encuentre formas de calentar y enfriar. En este caso, el material es fijo. Podemos encontrar una forma a partir de la temperatura de enfriamiento y la velocidad de enfriamiento. Este fabricante utiliza aceite de exceso de velocidad. Si la reducción de la intensidad de enfriamiento no cumple con los requisitos, también podemos reducir la temperatura de enfriamiento. Método.

Sigue siendo la misma frase, de 860 a 760 grados, (cuando la temperatura se reduce a un cierto nivel, se precipitará una cierta cantidad de ferrita de la austenita superenfriada en el núcleo, y la dureza disminuirá en este momento. la temperatura disminuye, cuanto más precipita la cantidad de ferrita, más disminuye la dureza.

Aquí hay un recordatorio: es necesario combinar completamente las condiciones existentes del equipo y hacer un escándalo por el índice favorable especial de permeabilidad superficial.

3. La capa cementada o capa cementada efectiva es más profunda y menos profunda

Como se mencionó anteriormente, la profundidad de la capa de infiltración es una función integral de la temperatura, el tiempo y la concentración de carbono. Para resolver este problema, debemos comenzar con la temperatura de calentamiento, la velocidad de calentamiento, el tiempo de retención, la velocidad de enfriamiento y el control del gradiente de concentración de carbono en la capa de carbono. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el tiempo y cuanto mayor sea el potencial de carbono, más profunda será la capa de infiltración y viceversa.

Pero, de hecho, es mucho más que tan simple. Para diseñar un proceso de cementación, también debe considerar el equipo, la capacidad del horno, las características del aceite, la estructura metalográfica, la templabilidad del material, el gradiente de concentración de carbono en la capa cementada y la velocidad de enfriamiento. Y muchos otros factores. Esto se puede analizar con referencia a la situación anterior de baja dureza y no se explicará en profundidad.

Cuarto, organización metalográfica

Martensita excesiva: la materia prima tiene cereales secundarios, o no está normalizada, y la temperatura de carburación es demasiado alta. Solución: normalización o normalización múltiple (se recomienda que la temperatura de normalización sea 20-30 grados más alta que la temperatura de carburación) Si es posible, considere la carburación y enfriamiento lento y luego recalentamiento y enfriamiento.

      Paralímpico excesivo: la temperatura de enfriamiento es demasiado alta, el contenido de carbono en la austenita es demasiado alto (el potencial de carbono es demasiado alto). Solución: La difusión total y las condiciones que lo permitan pueden reducir la temperatura de enfriamiento, el templado a alta temperatura y el recalentamiento y el enfriamiento, o el tratamiento criogénico.

      Carburo excesivo: contenido de carbono demasiado alto en la austenita (potencial de carbono demasiado alto), proceso de enfriamiento demasiado lento, precipitación de carburo

      Solución: difúndalo completamente, controle la velocidad de enfriamiento, reduzca la diferencia de temperatura entre la carburación y el enfriamiento rápido como sea posible, y use el enfriamiento a baja temperatura o subtemperatura lo menos posible. Si se debe utilizar este proceso, se debe controlar la carga del horno. Imaginemos: el mismo equipo se carburiza a 920 ° C y se enfría a 820 ° C. ¿La capacidad del horno es de 1000 kg y 600 kg y la velocidad de enfriamiento es la misma? ¿Cuál tardará más? ¿Qué grado de carburo es más alto?

Fives. Oxidación interna y no equina

 Oxidación interna: Es la reacción entre elementos de aleación como cromo, manganeso y molibdeno en el acero y la atmósfera oxidante en la atmósfera (principalmente oxígeno, agua, dióxido de carbono), que agota los elementos de aleación en la matriz, resultando en una disminución. en la templabilidad del material. La estructura de red negra se puede ver al microscopio, su esencia es la estructura de troostita obtenida por el agotamiento de los elementos de aleación en la matriz y la disminución de la templabilidad.

         La solución es encontrar formas de aumentar la velocidad de enfriamiento del medio, mejorar la intensidad de enfriamiento y reducir la atmósfera oxidante en el horno (garantizar la pureza de los materiales crudos y auxiliares de carburación, minimizar la cantidad de aire equilibrado, controlar el equilibrio contenido de humedad del aire, y asegúrese de que el equipo no tenga fugas Escape suficiente) El equipo convencional es difícil de eliminar. Se dice que el equipo de carburación al vacío de baja presión se puede eliminar por completo. Además, el potente shot peening también puede reducir el nivel de oxidación interna.

He leído las opiniones de algunos expertos, y algunos creen que el amoníaco excesivo en el proceso de carbonitruración también puede causar graves problemas de equitación. Personalmente, tengo una opinión diferente sobre esto: ¿tal vez sea causado por un contenido excesivo de agua en el amoníaco? Debido a que he estado expuesto a muchos procesos de carbonitruración, no se encontró ningún tejido obvio que no fuera de caballo al inspeccionar el producto. (Pero no creo que este punto de vista sea incorrecto) Algunas industrias de maquinaria extranjeras otorgan gran importancia a la oxidación interna, especialmente la industria de engranajes. A nivel nacional, generalmente se requiere que la profundidad no sea superior a 0.02 mm según lo calificado.

        No martensítico: aparece una estructura no martensítica en la superficie de la capa cementada debido a problemas de carburación o temple después del temple, como ferrita, bainita y, por supuesto, troostita de tipo oxidación interna. El mecanismo de generación es similar a la oxidación interna y la solución es similar.

Seis. Problema de deformación

        Este es un problema del sistema, y ​​también es el problema más problemático para nuestro personal involucrado en el tratamiento térmico. Está garantizado por varios aspectos del medio de enfriamiento del proceso de la materia prima. El contenido anterior es solo una experiencia personal. Si hay alguna inconsistencia, puede corregirme, gracias.

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