GCr15材料淬火，碳势应该怎么给？

aaron01 · 发表于 2013-4-12 11:16:03

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-12 11:34 编辑

搬运工发表于 2013-4-12 11:00

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这里有这么个问题：GGr15在820--850°C范围的奥氏体溶碳量可能只有0.5%左右，这个0.5%的说法有依据么？ ...

晕，这个要查820C的时候的三元Fe-Cr-C相图的，我手头没有。
感觉上说，870C的时候，溶碳极限在0.7%左右，820C的时候肯定会更低，按照铁碳二元相图，差50C的话，溶碳极限是下降大约0.15%，按照这个可大致判断，820C的时候GCr15溶碳极限在0.55%左右大致靠谱。
Austenite 870 VS 820.jpg

但是850C的话，不会那么低的，估计在0.6-0.7%之间。

aaron01 · 发表于 2013-4-12 11:29:37

本帖最后由 aaron01 于 2013-4-12 11:38 编辑

落水残阳发表于 2013-4-12 10:50

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我的理解。假设此时的组织状态是珠光体。那么C大部分是以渗碳体形式存在，很少量溶解于铁素体之中。
那么 ...

残阳的问题很多，分开来吧，先说奥氏体化以后的情况
1，表面是以奥氏体为主，夹杂有碳化物的混合组织，所有的反应都是在表面上发生。碳化物化学成分是无法改变的，奥氏体和气氛碳势要达到平衡，（碳化物是孤岛，奥氏体是基体。）
2,如果是脱碳气氛，表面碳浓度与气氛平衡后会比原来下降，由于这个碳浓度下降，会造成未溶碳化物的溶解，随时间延长，表面碳浓度下降情况会慢慢向内扩展，次表层也会有碳化物溶解，这是碳扩散决定的。
3，如果是增碳气氛，与第2点相反，碳化物会增加。

落水残阳 · 发表于 2013-4-12 11:31:41

aaron01 发表于 2013-4-12 11:16

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晕，这个要查820C的时候的三元Fe-Cr-C相图的，我手头没有。
感觉上说，870C的时候，溶碳极限在0.7%左右， ...

查1.5Cr的铁碳相图也可以

穷开心 · 发表于 2013-4-15 11:11:03

aaron01 发表于 2013-4-12 11:16

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晕，这个要查820C的时候的三元Fe-Cr-C相图的，我手头没有。
感觉上说，870C的时候，溶碳极限在0.7%左右，8 ...

高工您好！从这个相图上怎么能看出GCr15在 870时的溶碳极限在0.7%左右呢？
就按照GCr15含碳1.0算，对应870时的奥氏体量大于0.7%啊

穷开心 · 发表于 2013-4-15 11:15:46

aaron01 发表于 2013-4-12 11:29

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残阳的问题很多，分开来吧，先说奥氏体化以后的情况
1，表面是以奥氏体为主，夹杂有碳化物的混合组织，所 ...

请问高工，如果这种材料，在650度加热，会不会发生碳化物的溶解和析出的情况呢？

aaron01 · 发表于 2013-4-15 12:56:13

穷开心发表于 2013-4-15 11:11

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高工您好！从这个相图上怎么能看出GCr15在 870时的溶碳极限在0.7%左右呢？
就按照GCr15含碳1.0算，对应87 ...

请复习本话题的第46和47楼面，不解的话，可继续讨论。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 12:59:49

穷开心发表于 2013-4-15 11:15

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请问高工，如果这种材料，在650度加热，会不会发生碳化物的溶解和析出的情况呢？ ...

这个问题要分开来回答，加热前材料是什么状态的？
如果是马氏体状态，加热到650C会有碳化物析出，马氏体是碳过饱和的，整个回火都是碳化物析出过程啊。
如果是球化退火态，加热到650C不会有任何变化，没有东西可析。

落水残阳 · 发表于 2013-4-15 15:50:28

aaron01 发表于 2013-4-12 11:29

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残阳的问题很多，分开来吧，先说奥氏体化以后的情况
1，表面是以奥氏体为主，夹杂有碳化物的混合组织，所 ...

奥氏体状态下按铁匠说的我理解了。
那么AC1温度以下加热的脱碳情况呢？还以GCr15为例好了，组织为球状珠光体。
残阳循规这么理解：
在外面有脱碳性气氛的条件下，铁素体为了与外面的碳势平衡，把铁素体里可怜的0.0218%的碳与外界反应，生成气体逸出，同时，相近的球状碳化物溶解，碳扩散到表面，继续发生上面的反应。
是这样么？
加入我将零件放在空气炉里加热，无保护气氛，能不能说空气属于脱碳性气氛？这个时候还有没有碳势这个词？

aaron01 · 发表于 2013-4-15 16:03:37

落水残阳发表于 2013-4-15 15:50

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奥氏体状态下按铁匠说的我理解了。
那么AC1温度以下加热的脱碳情况呢？还以GCr15为例好了，组织为球状珠 ...

嘿嘿，老实说，奥氏体温度以下会发生什么，这个问题我都没有考虑成熟，不怕被我误导的话，就和我一起来讨论这个问题吧，
1，先说简单的在脱碳气氛下，铁和碳都可以和氧反应，只有表面能够接触到氧，所以这个氧化和脱碳反应是从表面开始，慢慢向内扩散的。反应程度和温度、氧化性气氛浓度有关。
2，渗碳气氛下，这个比较麻烦，铁素体溶碳是有限的，珠光体也是标准含碳量，多不出来的，我和老孤讨论过这个话题，老孤意见是不会有渗碳现象，碳溶不了，我的想法是仍然有渗碳，析出碳化物的形式向内扩散渗层。就这个问题，没有试验来证明。

落水残阳 · 发表于 2013-4-15 16:14:59

aaron01 发表于 2013-4-15 16:03

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嘿嘿，老实说，奥氏体温度以下会发生什么，这个问题我都没有考虑成熟，不怕被我误导的话，就和我一起来讨 ...

对于渗碳气氛下，我比较赞同老孤的观点。总感觉动力不足，毕竟是个上坡扩散。如果做试验的话，倒是很简单，铁匠什么时候找个工业纯铁的试样，做一下应该就能说明问题。
是否可以将脱碳看成渗碳的逆反应呢？如果是的话，他们的难度是不是一样的呢？
比如含碳量1.0的钢，在700°C以下脱碳，最终结果脱成铁素体，可看成工业纯铁。这个过程的逆反应，就是将工业纯铁放在700°C下，给予一定的气氛，渗碳渗成含碳量1.0.
直观上感觉脱碳来得容易点。

aaron01 · 发表于 2013-4-15 16:21:53

复习碳势概念，碳势是指气氛使得工件增碳还是脱碳的能力。
气氛里的氧含量可以来表征这个能力大小，氧多了，零件就氧化，就脱碳，氧少了，气氛就碳势高，零件就还原，就增碳。
所以，铁匠以为没道理低温没有这个能力，能力肯定有的，强弱程度不同而已。

Never · 发表于 2015-4-11 11:26:14

本帖最后由 Never 于 2015-4-11 11:48 编辑

aaron01 发表于 2013-4-12 10:51
碳势是什么概念，是指气氛对产品的增碳或脱碳的能力，气氛碳势和产品的奥氏体碳浓度之间有差异，就会增碳或 ...

在增碳的气氛里，渗入的碳与奥氏体里的Cr元素反应，生成含铬渗碳体，从而降低奥氏体的合金含量，这个过程描述的对吗？
那么增碳的气氛里，GCr15钢的硬度和表面屈氏体会是什么样的变化呢？
希望版主给答疑解惑一下

aaron01 · 发表于 2015-4-12 13:18:54

Never 发表于 2015-4-11 11:26
在增碳的气氛里，渗入的碳与奥氏体里的Cr元素反应，生成含铬渗碳体，从而降低奥氏体的合金含量，这个过程 ...

首先是碳溶入奥氏体里，形成间隙固溶体，奥氏体有溶碳上限，超过这个极限后，会析出合金碳化物，降低奥氏体的合金元素含量。

Friday · 发表于 2015-4-13 08:27:04

aaron01 发表于 2013-4-10 11:39
呵呵，我想高工的意思是说，GCr15的成分虽然是1.0%含碳量，但是在这个温度下有未溶碳化物的，所以奥氏体 ...

如果热处理工艺合适，排除其他炉内有强氧化性物质等因素，在840度左右，1个小时左右的加热，基本上马氏体内碳的含量在0.4左右，也就是奥氏体内溶解的碳在0.4左右，游离的碳在0.6左右，所以在0.7左右时基本可以保证不脱碳。按照标准图谱，每个级别的马氏体评级图中，碳的含量都多多少少有一点点区别。

aaron01 · 发表于 2015-4-13 08:39:22

本帖最后由 aaron01 于 2015-4-13 09:14 编辑

Friday 发表于 2015-4-13 08:27
如果热处理工艺合适，排除其他炉内有强氧化性物质等因素，在840度左右，1个小时左右的加热，基本上马氏体 ...

奥氏体化条件决定了奥氏体里的极限溶碳量，从而决定了淬火后的马氏体含碳量。

Friday · 发表于 2015-4-13 09:12:59

aaron01 发表于 2015-4-13 08:39
奥氏体化条件决定了奥氏体里的溶碳量，从而决定了淬火后的马氏体含碳量。 ...

老的JB-T1255标准，经过一些老专家研究解释，马氏体评级图中1-5级图中，碳的含碳量在0.35-0.55左右。

tom · 发表于 2015-4-13 10:13:37

不增碳不脱碳是原则，允许少量增碳也比脱碳强吧。

着_迷 · 发表于 2015-4-15 09:17:42

我也说一句一般从它淬火温度来说，只要0.8没问题。又不是全部融入

花小枫 · 发表于 2016-6-15 09:28:40

0.75%以上足够，要是看氧势的话，一般1000以上就足够了。

apple · 发表于 2016-12-20 10:20:45

0.7%以上，一直使用这个碳势设定，表面基本无脱碳，很稳定的！

sheyingyong · 发表于 2016-12-20 11:18:39

现在的炉子为什呢都要用碳势

wlmling · 发表于 2017-4-2 16:43:45

我想问个问题噢，GCr15材料淬火如果表面和心部碳化物颗都比正常的细小，数量也少，气氛温度时间都没差错，这是不是原材料碳含量低了的问题

aaron01 · 发表于 2017-4-5 10:54:41

wlmling 发表于 2017-4-2 16:43
我想问个问题噢，GCr15材料淬火如果表面和心部碳化物颗都比正常的细小，数量也少，气氛温度时间都没差错， ...

影响碳化物数量的第一因素是奥氏体化温度。

wlmling · 发表于 2017-4-5 11:00:55

aaron01 发表于 2017-4-5 10:54
影响碳化物数量的第一因素是奥氏体化温度。

大哥帮忙看下我发的球化退火图我们公司最近老是出问题，就是淬火问题，一个炉子出来大概400颗球内有一两颗球有轻微脱碳，不知道这是什么原因，不知道是材料问题还是我们热处理问题，我们后续磨量还挺大的大概有200微米的磨量吧。这不应该有贫碳了啊

aaron01 · 发表于 2017-4-5 11:04:36

本帖最后由 aaron01 于 2017-4-5 11:06 编辑

wlmling 发表于 2017-4-5 11:00
大哥帮忙看下我发的球化退火图我们公司最近老是出问题，就是淬火问题，一个炉子出来大概400颗球内有一 ...

你的那个钢球的帖子我早就说了，脱碳是在淬火时的气氛造成的。气氛碳势低了。

wlmling · 发表于 2017-4-5 11:06:23

aaron01 发表于 2017-4-5 11:04
你的那个帖子我早就说了，脱碳是在淬火时的气氛造成的。气氛碳势低了。 ...

不是那个了今天刚发的

wlmling · 发表于 2017-4-5 11:07:27

aaron01 发表于 2017-4-5 11:04
你的那个钢球的帖子我早就说了，脱碳是在淬火时的气氛造成的。气氛碳势低了。 ...

关于球化组织的

wlmling · 发表于 2017-4-5 11:09:03

wlmling 发表于 2017-4-5 11:06
不是那个了今天刚发的

而且这还是同一捆材料的，这咋整的

Consultanting · 发表于 2017-6-25 10:53:29

楼主这个话题真好，而且解释得很清晰，确实称得上是精华！

zhuguicang · 发表于 2017-6-26 13:22:40

慕山慕水发表于 2013-4-10 14:15
这个题目值得多说几句:
轴承行业用的辊棒炉最早都是“保护气氛炉”而不是“可控气氛炉”，所谓保护气氛就是 ...

丙烷不能增加碳势吗？这种结论显然是错的！

不锈钢哑铃 · 发表于 2017-6-30 21:51:15

我们厂65Mn弹簧卡箍，淬火820℃，碳势0.2，时间1h左右，居然也没说脱碳啥的。这是为啥

回潮 · 发表于 2018-4-14 13:33:38

我碳势采用 0.8-0.9

奔跑的蜗牛 · 发表于 2018-5-22 15:37:13

850度淬火，如果后续有加工量0.3MAX，CP可以设定0.7%~0.9%，保证不会脱碳，可以根据产品外形和特性来判断微调CP值。

快乐的小二逼 · 发表于 2019-3-11 01:52:31

aaron01 发表于 2013-4-10 08:27
两位都是做轴承热处理，我知道现在太多厂在做轴承，有的根本就不控制这个问题，我有点困惑，如果网带炉不控 ...

我之前一家公司碳势控制在0.96-1.04对比其他纯氮气做保护气体的炉子表面硬度要高1个hrc，大概64.5左右，要算CHD的话大概在80um的样子。

simplence · 发表于 2019-8-12 15:26:04

aaron01 发表于 2013-4-15 12:59
这个问题要分开来回答，加热前材料是什么状态的？
如果是马氏体状态，加热到650C会有碳化物析出，马氏体 ...

球化退火态，碳化物会溶解一丢丢，升高到650℃，铁素体的溶碳量增加，具体溶解量杠杆定理可以算。

simplence · 发表于 2019-8-12 15:30:41

落水残阳发表于 2013-4-15 16:14
对于渗碳气氛下，我比较赞同老孤的观点。总感觉动力不足，毕竟是个上坡扩散。如果做试验的话，倒是很简单 ...

脱碳能脱成铁素体，1%碳势增碳会形成一个含碳6.67%的新相

simplence · 发表于 2019-8-12 16:25:33

840℃保温45min，设定0.60%的碳势都不会脱（贫）碳，亲验有效；

保护碳势设定值不仅仅决定于奥氏体化温度，还决定于保温时间，奥氏体化保温时间越短保护碳势可以越低；

另外球化退火轴承钢在碳保护气氛下加热奥氏体化的过程中，是表面最先奥氏体化的（见图片，为GCr15材料加热不足组织，最表层白亮色为马氏体层，基体是球化退火组织），思考这个原因这个可以更深层次地理解此贴的问题；

simplence · 发表于 2019-8-13 09:24:17

simplence 发表于 2019-8-12 16:25
840℃保温45min，设定0.60%的碳势都不会脱（贫）碳，亲验有效；

保护碳势设定值不仅仅决定于奥氏体化温度 ...

试样为直径1.5mm * 长度5.8mm小样品，所以不用考虑表面心部温度差

simplence · 发表于 2019-8-13 09:29:00

佐证一下自己的想法

离别钩 · 发表于 2022-4-29 10:40:55

常用的840℃温度下，轴承含碳量只有0.5%-0.55%，有专门的研究文献，相图只能参考，材料含有多种合金元素，含量较少的合金元素发生聚类作用。另外，真空炉加热，或高纯惰性气体加热也不会发生脱碳。在设备密封性比较好的情况下，氮甲醇气氛是可以做到0脱碳的。

离别钩 · 发表于 2022-4-29 10:44:09

碳势和渗碳后材料的实际碳含量不是一个概念，不仅要考虑奥氏体中的碳含量，还要考虑合金元素与C形成碳化物的能量变化，比如在1.0碳势下对高速钢进行渗碳，最终材料表面碳含量可以达到2.0

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GCr15材料淬火，碳势应该怎么给？

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