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渗碳炉二次淬火工艺的分析

2020-11-11 09:40:54

       首先分析了淬火前后组织的变化。表面组织应为回火马氏体,含均匀分布的细粒碳化物和残余奥氏体。在二次淬火过程中,第 一次淬火的加热温度较高,可以细化组织,溶解大部分碳化物。然而,淬火后,表面高碳组织中残留了大量的残余奥氏体。


      在我们之前的工艺中,工件通过再次提高高温直接淬火,然后在淬火后进行低温回火,导致表面硬度意外降低。对此,我们分析了工件表面脱碳是否由两次高温上升引起,通过测试表面碳含量得到的答案是否定的。因此,怀疑淬火不成功,于是再次淬火工件,硬度仍低于正常值。对切片后带炉仿形试棒的显微组织分析表明,残余奥氏体含量较高。在没有深冷处理的情况下,我们首先对工件进行了两次低温回火处理,试图改变组织中的马氏体状态,由原来的粗针状、长针状变为短针状,应分散在人体组织中,比原始状态下的强度指标要好得多。


      但就表面硬度而言,仍不理想,因为从显微组织的转变来看,回火过程中残余奥氏体不能再转变为马氏体,所以表面硬度的提高也就谈不上了。因此,我们从工艺源头入手,仔细分析了残余奥氏体产生的原因。

淬火炉.jpg

      第 一次淬火温度为880~900℃,此时大部分表面碳化物溶解在奥氏体中。在这个温度下淬火,当然可以细化芯部组织,解决渗碳过程中形成的网状碳化物,但在二次淬火加热过程中,如果连续升温再淬火,表面组织中不可避免地会形成大量的残余奥氏体,残余奥氏体的转变时间不够。当温度在奥氏体化温度范围内时,在先前生成的残余奥氏体中有未溶解的碳化物和碳形成平衡,使第 一次形成的残余奥氏体更加稳定,同时在随后的淬火过程中保持稳定在冷却过程中,马氏体的不完全转变也会形成新的残余奥氏体相。这两部分使残余奥氏体相重叠,比例增大,硬度降低。


      综上所述,硬度低的原因是残余奥氏体比例大的问题处理不当。因此,在进行二次淬火工艺时,仍可以选择较高的一次淬火温度范围,使碳化物完全溶解。淬火后,加入高温回火工艺,分解和转化残余奥氏体。这样,就可以消除其遗传带来的危害。同时,高温回火可以减少组织转变过程中的尺寸变化。淬火后加入两次低温回火,以改善终态马氏体的状态。


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