20CrMnTi渗碳件出现磨削裂纹，各位看看什么原因？

沧海一声笑 · 发表于 2015-9-29 20:42:33

表面500倍

裂纹处

100倍裂纹处

500倍裂纹处

100倍心部组织

100倍裂纹处一

100倍裂纹处三

100倍裂纹处二

沧海一声笑 · 发表于 2015-9-29 20:43:32

本帖最后由沧海一声笑于 2015-9-29 20:46 编辑

说明：这个是隔壁看到的帖子，大家看看有何高见！
原帖的意思为：
前辈们好，请教下各位：我单位有一批齿轮经渗碳淬火后在磨加工环节发现裂纹，材料为20CrMnti，锻件粗加工后先920℃正火，精加工后进行渗碳淬火，具体工艺为：900℃渗碳（总时间约21小时），随炉降温至810℃并均温一小时，之后淬油。这个品种的活已经做了很多批次，第一次发现这种开裂现象。在此请教各位前辈分析下开裂原因！谢谢大家！

秦时明月 · 发表于 2015-9-29 20:48:37

本帖最后由秦时明月于 2015-9-29 20:50 编辑

沧海一声笑发表于 2015-9-29 20:43
说明：这个是隔壁看到的帖子，大家看看有何高见！
原帖的意思为：
前辈们好，请教下各位：我单位有一批齿轮 ...

第一张图片和第二张图片白色的东西我沉得是抛光砂颗粒。第三张那个心形的东西说不准是碳化物还是抛光砂颗粒。

cnszgong · 发表于 2015-9-29 21:01:27

这材料似乎不太容易在渗碳时出现碳化物的。

心沐长风 · 发表于 2015-9-30 06:09:35

金相组织这一块，好像残奥更容易引起磨削裂纹。我们以前有一种产品也是这个材料，就是应为残奥太高，引起磨削裂纹的

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 07:30:28

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-9-30 07:48 编辑

cnszgong 发表于 2015-9-29 21:01
这材料似乎不太容易在渗碳时出现碳化物的。

是的，除非编制渗碳淬火工艺的人，刻意去制造碳化物（比如使用高碳势，大的强扩比等）

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 07:31:10

心沐长风发表于 2015-9-30 06:09
金相组织这一块，好像残奥更容易引起磨削裂纹。我们以前有一种产品也是这个材料，就是应为残奥太高，引起磨 ...

碳化物严重超标一样可以诱发磨削裂纹的形成

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 07:35:54

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-9-30 07:47 编辑

秦时明月发表于 2015-9-29 20:48
第一张图片和第二张图片白色的东西我沉得是抛光砂颗粒。第三张那个心形的东西说不准是碳化物还是抛光砂颗 ...

我看这些裂纹的形态根本就不是磨削裂纹。更像是原材料携带或锻造形成的裂纹。这个材料渗碳淬火也不易淬裂。看楼主提供的总渗碳时间达21h，渗层应该不会很浅，如果淬火后不及时回火，置裂的可能能行也不是没有可能。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 07:43:33

秦时明月发表于 2015-9-29 20:48
第一张图片和第二张图片白色的东西我沉得是抛光砂颗粒。第三张那个心形的东西说不准是碳化物还是抛光砂颗 ...

从第5幅图看，马氏体针比较粗大，而从那几幅裂纹图片看，裂纹很深，这绝对不是磨削裂纹的特征：磨削裂纹一般是成群出现的龟裂，或成组出现的相互平行而垂直于磨削方向的波纹，磨削裂纹还有二次淬火所形成的白层

秦时明月 · 发表于 2015-9-30 09:08:58

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 07:43
从第5幅图看，马氏体针比较粗大，而从那几幅裂纹图片看，裂纹很深，这绝对不是磨削裂纹的特征： ...

从第四、五两张图片的裂纹形态看，不像是磨削裂纹。

aaron01 · 发表于 2015-9-30 09:30:18

1，裂纹两侧没有增脱碳，可排除热处理前就有裂纹的可能性，
2，不像磨削裂纹，磨削裂纹不会深到1毫米。

这样推理，淬火裂纹的可能性很大了。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 09:35:02

aaron01 发表于 2015-9-30 09:30
1，裂纹两侧没有增脱碳，可排除热处理前就有裂纹的可能性，
2，不像磨削裂纹，磨削裂纹不会深到1毫米。

如果裂纹两侧有渗碳（层）呢？

aaron01 · 发表于 2015-9-30 09:35:47

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 09:35
如果裂纹两侧有渗碳（层）呢？

裂纹两侧有渗层，说明是渗碳前开裂的。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 09:36:46

aaron01 发表于 2015-9-30 09:35
裂纹两侧有渗层，说明是渗碳前开裂的。

可原帖楼主并未做这个检查。

aaron01 · 发表于 2015-9-30 09:39:54

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 09:36
可原帖楼主并未做这个检查。

那么多照片都显示，开裂面的组织形态与表面组织不一致，没有非马，没有内氧化，没有异常增碳现象。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 09:51:45

aaron01 发表于 2015-9-30 09:39
那么多照片都显示，开裂面的组织形态与表面组织不一致，没有非马，没有内氧化，没有异常增碳现象。 ...

我有点晕啊，现在我们正面看到裂纹是裂纹的开口部分，这个裂纹两侧都是表面，也就是渗碳表面，怎么能看出两侧有无增脱碳？是不易应该沿裂纹开口方向将其断开，检查开裂面更能说明问题？

aaron01 · 发表于 2015-9-30 10:06:34

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 09:51
我有点晕啊，现在我们正面看到裂纹是裂纹的开口部分，这个裂纹两侧都是表面，也就是渗碳表面，怎 ...

给你看个热前划伤的零件，渗碳后金相，你就明白了。
蜗杆表面拉伤.jpg

aaron01 · 发表于 2015-9-30 10:08:25

照片未腐蚀，可看到裂纹两侧的组织和表面一模一样，如果热前开裂了，这两个面就暴露在渗碳气氛里，当然应该和表面一样了。而如果渗碳前没开裂，这个位置不会暴露在渗碳气氛里的。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 10:25:18

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-9-30 10:29 编辑

aaron01 发表于 2015-9-30 10:08
照片未腐蚀，可看到裂纹两侧的组织和表面一模一样，如果热前开裂了，这两个面就暴露在渗碳气氛里，当然应该 ...

老孤愚钝！我们看到的不是裂纹（开口端）吗？裂纹开口端从正面看不是一条线吗？怎么会成为一个面呢？可以假设我们钻进裂缝里侧向看，那才是开裂形成的开裂面。
如果渗碳淬火前裂缝已形成，渗碳气氛是无孔不入的，这就会造成开裂面也会渗入碳原子，要检查开裂面是否渗入碳，是否可以沿我们现在看到的正面平行方向剖切，从开裂所形成的开裂面（不规矩、不清洁，有污物）检查其有无渗碳层，或检查其有无硬化层来做出判断呢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 10:49:50

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-9-30 10:51 编辑

aaron01 发表于 2015-9-30 10:06
给你看个热前划伤的零件，渗碳后金相，你就明白了。

看看你这图片上的标注（附截图），也明确指出“裂纹的两侧面在渗碳时成为表面”（可否理解为一个盲空的的侧面，即内孔壁），那么“沿裂纹走向分布明显的的IGO带”，这里的“裂纹走向”是不是可以理解为向裂纹两端和纵深方向延伸的方向？

心沐长风 · 发表于 2015-9-30 11:59:23

杨工，我想严工说的是裂纹两边的两个平面。

aaron01 · 发表于 2015-9-30 12:23:57

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 10:25
老孤愚钝！我们看到的不是裂纹（开口端）吗？裂纹开口端从正面看不是一条线吗？怎么会成为一个 ...

晕啊，在这个试样上裂纹看上去是根线，那是因为试样截取的截面啊，没切前，裂纹不是一个面吗？这个面对左侧和右侧的材料会不会有渗碳行为？有的话，左右两侧是不是都应该和表面碳浓度差不多？实际你看到裂纹线左右两侧有这种现象吗？

裂纹.jpg

看上图，如果裂纹热前没有，那么裂纹的左侧区域沿Y轴方向，碳浓度应该是逐渐降低的。
如果裂纹热前就有，左侧区域沿Y轴方向，其碳浓度应该几乎没变化，因为右边开裂面会有碳原子扩散过来的。
老孤，你看前面那些照片，是何种情况？

大浪淘沙 · 发表于 2015-9-30 12:58:59

aaron01 发表于 2015-9-30 12:23
晕啊，在这个试样上裂纹看上去是根线，那是因为试样截取的截面啊，没切前，裂纹不是一个面吗？这个面对左 ...

我也认为是这样，但淬火的裂纹外观看比较直，裂的比较彻底，应该看看夹杂物

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 13:39:26

aaron01 发表于 2015-9-30 12:23
晕啊，在这个试样上裂纹看上去是根线，那是因为试样截取的截面啊，没切前，裂纹不是一个面吗？这个面对左 ...

看来，我们对裂纹是一条线，还是一个面？确实存在一个认识上的误差！

孤以为，裂纹就是一条裂缝，正面看去也就是一条线而已，只有沿这个裂缝把它掰开了，成为两块后，每一块各自向左和向右翻转90°，开裂面才暴露在我们的正面。

aaron01 · 发表于 2015-9-30 13:54:37

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 13:39
看来，我们对裂纹是一条线，还是一个面？确实存在一个认识上的误差！

孤以为，裂纹就是一 ...

再晕，我们不要再在立体几何上绕圈子了，我就问一个问题，裂纹发源区和裂纹尾巴区域，从金相上看，碳浓度是否有差别？
裂纹头部碳浓度高，尾部碳浓度低，不是已经说明了在渗碳的时候，并没有开裂吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 14:09:55

aaron01 发表于 2015-9-30 13:54
再晕，我们不要再在立体几何上绕圈子了，我就问一个问题，裂纹发源区和裂纹尾巴区域，从金相上看，碳浓度 ...

裂纹肯定是发源于我们正面看到的表面，但这个表面并非开裂形成的断面

aaron01 · 发表于 2015-9-30 14:14:34

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 14:09
裂纹肯定是发源于我们正面看到的表面，但这个表面并非开裂形成的断面

越扯越远了，回到这个图上来，问A区域碳浓度高，还是B区域碳浓度高？
裂纹.jpg

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 14:16:05

aaron01 发表于 2015-9-30 14:14
越扯越远了，回到这个图上来，问A区域碳浓度高，还是B区域碳浓度高？

...

这个，当然是A区碳浓度高噻

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 14:21:05

aaron01 发表于 2015-9-30 14:14
越扯越远了，回到这个图上来，问A区域碳浓度高，还是B区域碳浓度高？

...

看来的确是老孤晕了，是这样的吗

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 14:25:36

这条线才是工件表面（开裂面）{:soso_e127:}{:soso_e105:}

aaron01 · 发表于 2015-9-30 14:32:22

本帖最后由 aaron01 于 2015-9-30 14:38 编辑

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 14:25
这条线才是工件表面（开裂面）

是啊，你说的这条线是表面分界线啊，不过不要忘了有裂纹啊，如果热前有裂纹，A区、B区都是暴露在渗碳气氛里的，不算表面，也要算次表面吧？那么B区碳浓度是不是应该很高呢？实际有此现象吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-9-30 14:41:17

aaron01 发表于 2015-9-30 14:32
是啊，你说的这条线是表面分界线啊，不过不要忘了有裂纹啊，如果热前有裂纹，A区、B区都是暴露在渗碳气氛 ...

惭愧，老孤看图陷入了一种思维定式中，确实转了向

，不过，今天给你纠缠这么长时间，真有点茅塞顿开的感觉，收获大大的{:soso_e144:}
感谢贤弟不厌其烦！今年年会陪你多喝两杯{:soso_e112:}

aaron01 · 发表于 2015-9-30 14:47:26

孤鸿踏雪发表于 2015-9-30 14:41
惭愧，老孤看图陷入了一种思维定式中，确实转了向，不过，今天给你纠缠这么长时间，真有点 ...

呵呵，说好了，一醉方休。

cnszgong · 发表于 2015-9-30 16:20:13

是不是磨削造成的还很难说吧，有些零件在磨削加工后经过表面探伤检测，磨削部位表面无裂纹，但零件在放置一定时间后表面有裂纹了。虽说磨削裂纹一般深度不深，但裂纹也会扩展的（包括裂纹的深度和宽度）。

qibao9891 · 发表于 2015-10-7 23:15:44

本帖最后由 qibao9891 于 2015-10-7 23:29 编辑

第四张图，疑：1.1为组织应力主导，0.5为热应力主导，0.6为二者合力。
建议检测油的含水量和冷却特性。如果确定起因系磨削裂纹，则建议重新修订回火工艺。
以上是我乱说的，大家不要介意。

gearM · 发表于 2015-10-8 10:59:07

裂纹附近区域这么多夹杂物存在，应该考虑原材料原因造成。

一路向北 · 发表于 2015-10-8 13:48:32

白色颗粒应该是制样时砂纸颗粒。

Francois · 发表于 2015-10-9 22:57:42

这个贴子很有营养，受教了。铁匠分析的很到位。

daswang · 发表于 2016-4-27 07:39:08

本帖最后由 daswang 于 2016-4-27 07:50 编辑

秦时明月发表于 2015-9-29 20:48
第一张图片和第二张图片白色的东西我沉得是抛光砂颗粒。第三张那个心形的东西说不准是碳化物还是抛光砂颗 ...

同意秦时明月的观点，根据形态和出现的位置来看，不是碳化物。另外500x的图片看马氏体针比较粗大。

guminjie · 发表于 2016-5-16 14:10:36

aaron01 发表于 2015-9-30 10:08
照片未腐蚀，可看到裂纹两侧的组织和表面一模一样，如果热前开裂了，这两个面就暴露在渗碳气氛里，当然应该 ...

艾伦老师，点醒梦中人，请教LGO带是不是渗碳带

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20CrMnTi渗碳件出现磨削裂纹，各位看看什么原因？

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