大家讨论一下渗碳淬火件马氏体级别与晶粒度的关系

孤鸿踏雪

       如题，渗碳淬火后马氏体级别（或针长）与原始晶粒度（晶粒直径）有无关系？有什么样的关系？

沧海一声笑

正所谓根正才会苗红，如果原始的晶粒度粗大，那么最终的淬火后的马氏体级别或针的长度也跟着提高！靠调整工艺收效甚微！

追求卓越

晶粒度对马氏体针的级别是有很大的影响，起始晶粒度粗大，再经过长时间的渗碳加热保温，马氏体组织肯定粗大。马氏体最长的一根，应该是贯穿整个晶粒吧？

霜月

穿晶初生M针长由奥氏体晶粒度决定，晶粒多大，M针就有多长，马氏体级别是由M针的长度决定。

孤鸿踏雪

      我是说，按照现行渗碳淬火QC/T262—1999标准，马氏体/残奥分8级，而晶粒度评级也分8级。一般要求晶粒度5~8级，而马氏体/残奥1~4级，这个之间是否有内在的逻辑关系？

秦时明月

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-26 08:44

                               
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我是说，按照现行渗碳淬火QC/T262—1999标准，马氏体/残奥分8级，而晶粒度评级也分8级。一般要求晶粒 ...

我感觉之间的逻辑关系不是对应关系，曾做过试验，20CrMnMo直径30试样920温度1.2碳势12小时渗碳，920淬火，180回火，金相检测，渗层全为残余奥氏体，再提高回火温度，金相检测渗层黑忽忽一片，已看不到马氏体针，这个渗层晶粒度怎么评？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-26 08:44

                               
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我是说，按照现行渗碳淬火QC/T262—1999标准，马氏体/残奥分8级，而晶粒度评级也分8级。一般要求晶粒 ...

没有逻辑关系（因为此关系的前提是严谨），只是大体的关系。原始晶粒度5-8级要求提出的依据是在对国内各主要相关企业调查揭底的基础上制定的，可用具有代表性这个概念。在此条件下，渗碳淬火后的马氏体一般处在1-4级的范围内。不能推理为原始晶粒度8级，淬火后马氏体级别可在1级范围内。另外，马氏体与残留奥氏体也不是逻辑关系，我主张两种组织应有各自的评级标准。

吉祥如意

秦楼明月 发表于 2013-1-26 09:05

                               
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我感觉之间的逻辑关系不是对应关系，曾做过试验，20CrMnMo直径30试样920温度1.2碳势12小时渗碳，920淬火 ...

个人认为：920度淬火、180回火后的试样，金相组织为过冷奥氏体的结论有误。此金相试样可否寄我处，斗胆为您做一次测试。

wanggong

吉祥如意 发表于 2013-1-26 09:44

                               
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没有逻辑关系（因为此关系的前提是严谨），只是大体的关系。原始晶粒度5-8级要求提出的依据是在对国内各 ...

我认为是原因之一，有一定关系。或者说马氏体级别是包含晶粒度在内的若干因素的函数关系，有一定的对应关系。
严谨的前提是其它条件都相同时（排它性，排除其它因素的干扰），再来研究这两个因素之间的联系，就会发现两者之间还是有关系的。

吉祥如意

wanggong 发表于 2013-1-26 09:57

                               
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我认为是原因之一，有一定关系。或者说马氏体级别是包含晶粒度在内的若干因素的函数关系，有一定的对应关 ...

因为我了解一些此标准出台前的一些情况。也曾有争论。标准发布的目的是指导各企业的生产。也就是说它不是技术论文，要求严谨。两者在一般情况下是具有指导意义的，也就是说具有普遍意义上关系。不知对否，请指教。

孤鸿踏雪

秦楼明月 发表于 2013-1-26 09:05

                               
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我感觉之间的逻辑关系不是对应关系，曾做过试验，20CrMnMo直径30试样920温度1.2碳势12小时渗碳，920淬火 ...

       您不妨比较一下马氏体1~4级分别对应的马氏体针叶长度与晶粒度8~5级分别对应的晶粒直径。然后根据马氏体的形成规律，做一个比较分析

秦时明月

吉祥如意 发表于 2013-1-26 09:48

                               
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个人认为：920度淬火、180回火后的试样，金相组织为过冷奥氏体的结论有误。此金相试样可否寄我处，斗胆为 ...

感谢质疑，已是十几年前的事了，看到楼主的贴子，翻笔记本看的当时记录，如对结果怀疑，不仿你做试验验证一下并澄清，发免误人。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-26 10:15

                               
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您不妨比较一下马氏体1~4级分别对应的马氏体针叶长度与晶粒度8~5级分别对应的晶粒直径。然后根据 ...

杨工有个快乐与你分享：材料20CrMnTiH钢，同一炉号。1.原始晶粒度5级，渗碳淬火低温回火后马氏体级别2级，残留奥氏体5%。2.原始晶粒度8级，渗碳淬火低温回火后马氏体级别4级，残留奥氏体8%。原因是什么呢？两种不同的渗碳淬火工艺，但都是正常条件下的成熟工艺。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-1-26 10:36

                               
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杨工有个快乐与你分享：材料20CrMnTiH钢，同一炉号。1.原始晶粒度5级，渗碳淬火低温回火后马氏体级别2级 ...

      感谢分享！
   
       如果仅仅根据评级图判断其金相组织级别很难做出深入的分析，是否应该测量马氏体针叶的具体长度和原始晶粒的直径作为比较？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-26 10:43

                               
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感谢分享！
   
       如果仅仅根据评级图判断其金相组织级别很难做出深入的分析，是否应该测量马 ...

那么有这样一个情况：1.初生的马氏体；2.次生马氏体；3.两者的平均长度；4.淬火态下测定；5.低温回火态下测定；5.残留奥氏体的影响；6.台架试验的数据；7.服役使用的数据；8.与国际顶级产品的数据比较...。你提出的问题确实是一个既有现实意义又有深远意义的课题。这个课题也标志着我们“之家”的水平。颗重量级的。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-1-26 11:30

                               
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那么有这样一个情况：1.初生的马氏体；2.次生马氏体；3.两者的平均长度；4.淬火态下测定；5.低温回火态下 ...

       根据标准的要求，应该以最初形成的马氏体（针叶最长）为准。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-26 11:44

                               
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根据标准的要求，应该以最初形成的马氏体（针叶最长）为准。

是的。这样会把相对复杂的问题简单化，便于施行。

秦时明月

杜撰一事例：渗碳淬火后，马氏体/残奥5级，但工件技术要求小于3级，显然不合格，但不想返工，通过冷冻处理再回火，残奥转变为马氏体，金相检测已看不到初生马氏体针（但初生马氏体还存在，不会因冷冻而是马氏体针变小），这时的马氏体评级怎么评？

tom

有一种说法：马氏体粗细与过饱和的C浓度有关，长短与奥氏体原始晶粒度有关。不知各位看官怎么看？

孤鸿踏雪

秦楼明月 发表于 2013-1-26 12:00

                               
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杜撰一事例：渗碳淬火后，马氏体/残奥5级，但工件技术要求小于3级，显然不合格，但不想返工，通过冷冻处理 ...

       这是因为现行标准对马氏体和残奥的评级是共用一个评级图，因为残奥超标，会反衬出马氏体级别“虚高”，实际上您测量马氏体针叶长度后，根据马氏体针叶长度判定，马氏体并不超标。

吉祥如意

秦楼明月 发表于 2013-1-26 12:00

                               
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杜撰一事例：渗碳淬火后，马氏体/残奥5级，但工件技术要求小于3级，显然不合格，但不想返工，通过冷冻处理 ...

你说的情况，相当多的企业都采用，也往往见效。也有用提高回火温度的办法。当然也不是能瞒过所有人的眼睛。初生马氏体并没有大的变化，只不过是被伪装起来了。采用浅腐蚀的方法是能够测定的。

孤鸿踏雪

秦楼明月 发表于 2013-1-26 12:00

                               
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杜撰一事例：渗碳淬火后，马氏体/残奥5级，但工件技术要求小于3级，显然不合格，但不想返工，通过冷冻处理 ...

      遇到这种情况可以用一种方法进行去伪存真的鉴定：就是通过测定原奥氏体晶粒度来确定马氏体是否粗大。因为根据马氏体的转变特点和规律，最初形成的马氏体针叶最长，但不会越过原奥氏体晶界。

孤鸿踏雪

tom 发表于 2013-1-26 12:12

                               
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有一种说法：马氏体粗细与过饱和的C浓度有关，长短与奥氏体原始晶粒度有关。不知各位看官怎么看？ ...

     这正是本主题想要探讨的

红歌我唱

一个试验数据..........

aaron01

tom 发表于 2013-1-26 12:12

                               
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有一种说法：马氏体粗细与过饱和的C浓度有关，长短与奥氏体原始晶粒度有关。不知各位看官怎么看？ ...

马氏体的粗细是指的什么？

tom

aaron01 发表于 2013-1-29 09:32

                               
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马氏体的粗细是指的什么？

我的理解是马氏体的“宽”，区别于针长。

aaron01

是在讨论板条马氏体还是片状马氏体？片状马氏体似乎没有宽度一说，从书上看到的模拟图，似乎是初生的比次生的宽一点点。不管如何我都没听说含碳量影响马氏体宽度的。

tom

aaron01 发表于 2013-1-29 09:52

                               
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是在讨论板条马氏体还是片状马氏体？片状马氏体似乎没有宽度一说，从书上看到的模拟图，似乎是初生的比次生 ...

我的理解，会不会是这样：低碳马氏体顾名思义固溶在马氏体碳浓度低，长得廋，而高碳马氏体长得胖一点。

aaron01

片状马氏体你可以想象成一张纸，本来就是宽度很窄的，讨论其宽度没有意义。
板条马氏体可以讨论宽度，那和形核率以及最终奥氏体晶粒大小有关，不过对渗碳组织的马氏体级别应该是说的表面组织，不应该看心部的低炭马氏体的！

aaron01

所以我的意见是晶粒度可以说粗细，马氏体级别的粗细不是宽度问题，说的还是针长问题！

tom

以前三菱一位技术部长来前单位交流燃汽轮机国产化项目，我问他们品质标准里怎么没有马氏体组织评级要求，他一脸茫然，后来拿出几幅金相图片给他看，他说的也就是我们国标要求的四级以下合格，可能在他们眼里，根本不会出现马氏体超标这种现象，不存在这一说。

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-27 13:31

                               
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遇到这种情况可以用一种方法进行去伪存真的鉴定：就是通过测定原奥氏体晶粒度来确定马氏体是否粗大 ...

通过测定奥氏体晶粒度来确定马氏体的级别。而奥氏体晶粒度与加热温度又密不可分；高温下奥氏体晶粒内又存在碳及合金元素的均匀化问题；钢材的纯净度及其它非金属元素的影响...。在实际生产的条件下，一个奥氏体晶粒内，可以形成多种不同含碳量和形态特征的马氏体。这些都是影响因素。是否把几种方法结合起来综合分析更好。与你商榷。

红歌我唱

tom 发表于 2013-1-29 10:00

                               
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我的理解，会不会是这样：低碳马氏体顾名思义固溶在马氏体碳浓度低，长得廋，而高碳马氏体长得胖一点。 ...

一份资料中内容,看过而已,不必研究-------------
薄片状马氏体的惯习面为{259}γ，与奥氏体之间的位向关系为K-S关系，内部亚结构为{112}αˊ孪晶，孪晶的宽度随碳含量升高而减小。平直的带中无中脊，这是它与片状马氏体的不同之处。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2013-1-29 09:32

                               
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马氏体的粗细是指的什么？

       这个当然是以测定针长为准。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2013-1-29 09:52

                               
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是在讨论板条马氏体还是片状马氏体？片状马氏体似乎没有宽度一说，从书上看到的模拟图，似乎是初生的比次生 ...

        赞同！所以按照标准对渗碳淬火马氏体定量评级时，一般以最初形成的一两片马氏体（针叶最长）为准。

孤鸿踏雪

tom 发表于 2013-1-29 10:34

                               
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以前三菱一位技术部长来前单位交流燃汽轮机国产化项目，我问他们品质标准里怎么没有马氏体组织评级要求，他 ...

        这位部长的方法应该是对照标准图谱以比较法评级，并不定量测定马氏体针叶长度。

孤鸿踏雪

吉祥如意 发表于 2013-1-29 10:58

                               
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通过测定奥氏体晶粒度来确定马氏体的级别。而奥氏体晶粒度与加热温度又密不可分；高温下奥氏体晶粒内又存 ...

      个人愚见：合金渗碳钢一般为本质细晶粒钢，只要原始组织经过正火达到要求，在一般渗碳温度条件下，原奥氏体晶粒是不会粗化的。而最后的淬火温度一般又比渗碳工艺温度低许多，所以这才可能保证最终马氏体的针长与原奥氏体晶粒直径有一定的关系。

孤鸿踏雪

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-29 11:31

                               
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赞同！所以按照标准对渗碳淬火马氏体定量评级时，一般以最初形成的一两片马氏体（针叶最长）为准 ...

      惭愧啊，这个还真的没看过，也不知道怎么看

tom

红歌我唱 发表于 2013-1-29 11:03

                               
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一份资料中内容,看过而已,不必研究-------------
薄片状马氏体的惯习面为{259}γ，与奥氏体之间的位向关 ...

很抽象，能否讲解的更直观？

吉祥如意

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-29 11:36

                               
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个人愚见：合金渗碳钢一般为本质细晶粒钢，只要原始组织经过正火达到要求，在一般渗碳温度条件下， ...

赞同你的基本观点。强调一点，这种关系是很密切的。初生马氏体针长可以反映出奥氏体晶粒度的基本情况；奥氏体晶粒度亦能反映出马氏体粗细的基本情况。记得有位同行在很多年前（约在90年代）就提出过用检测奥氏体晶粒度作为检验渗碳淬火马氏体级别的观点。至今尚有不同观点的争论。我的观点把两种方法结合起来分析运用。做为对重要工件或工艺制定的数据。当然还有其它的辅助方法。有些理论上混沌仍在摸索中求解。

吉祥如意

索性钻一次牛角尖。大家知道奥氏体晶粒度的评定是以单位面积内晶粒的个数多少来评定的（定量），奥氏体晶粒是以大小不等的形式出现；在不同温度条件下奥氏体的晶粒度是不同的。所以，在特定的温度下渗碳淬火工件的奥氏体晶粒度也是特定的，但有大小之区别。这时，我们去测量初生马氏体针的长度。应该怎样来评定。以最大的那条针来定论（也许一个视场有一条，也许没有。也许整个试件有一条。如果都在一个标准下评定会怎样。所以采用图片比较法。建议我们这个层次的人员始终关注这个话题，继续讨论。

tom

红歌我唱 发表于 2013-1-29 11:03

                               
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一份资料中内容,看过而已,不必研究-------------
薄片状马氏体的惯习面为{259}γ，与奥氏体之间的位向关 ...

http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=48006
这上面也是不同意见

伯龙马

    从评定渗碳淬火件的质量好坏的角度说，两者是制约关系：即晶粒度的要求主要保证其韧性；马氏体/残留奥氏体级别主要确保其强度、耐磨性及韧性。因此，它们是制约关系。为了保证质量起码应满足两条要求。“吉祥如意”专家的意见，我看好。挺您！
   从相变的角度出发，两者有一点关系：晶粒粗大，肯定初始马氏体粗大。但马氏体转变也是按其相变普遍规律——生核与长大进行的。因此，一个晶粒内的马氏体组织是什么形态（板条状、片状或两种混合型的）、粗细、残留奥氏体多少，与化学成分及其均匀度，即成核条件有关。因此，晶粒度级别与马氏体级别没有对应关系。

孤鸿踏雪

       从目前评定马氏体级别的标准看，《重载齿轮渗碳金相检验》（JB/T6141.3—1992）与《汽车渗碳齿轮金相检验》（QC/T262—1999）都提供了金相评级对比图片，但前者分6级，而且没有提供马氏体的定量长度，而后者不仅提供了8个级别图谱，且提供了每个对应级别的马氏体针叶长度。

       再看看感应淬火齿轮的马氏体金相评级标准：《钢铁感应淬火金相检验》（JB/T9204—1999）和《汽车感应淬火零件金相检验》（QC/T502—1999），这两个标准中的前者与后者也是有区别的，前者不但提供了金相对比图谱，而且还提供了相应的晶粒度及马氏体针叶长度，比较这些标准，颇值得玩味

aaron01

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-29 11:36

                               
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个人愚见：合金渗碳钢一般为本质细晶粒钢，只要原始组织经过正火达到要求，在一般渗碳温度条件下， ...

对这个问题我的观点是用奥氏体晶粒度来评价是完全可以的，更准确，毕竟用马氏体针长来评级的话，误差很大，另外似乎马氏体级别这种说法也是中国特色的东西，国际上没有这样的评级方法，没有马氏体级别一说，就是按照ASTM E112金属平均晶粒度评级标准进行评价奥氏体晶粒度而已。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2013-1-29 16:19

                               
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对这个问题我的观点是用奥氏体晶粒度来评价是完全可以的，更准确，毕竟用马氏体针长来评级的话，误差很大 ...

      这个，我非常赞同！但还有一个问题：那就是无论是渗碳淬火产品，还是感应淬火产品，如果采用晶粒度（或晶粒尺寸）来评定组织的粗细，在试验腐蚀观察上，是没有现行国内马氏体评级来的更简便快捷。

aaron01

所以我认为量马氏体长度是近似的快速测量法，而测晶粒度虽然麻烦些，但准确性无疑更好！

dqy

在轴承行业， 见过国外的马氏体评级的图片，也要求是控制马氏体针的 。

红歌我唱

tom 发表于 2013-1-29 14:16

                               
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http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=48006
这上面也是不同意见

不是讨论的议题,24楼试验数据已经说明奥晶5-8与马针1-4是否存在对应关系.该论文已作阐述.
初生马针是否是奥晶中最长的?最长的马针与奥晶最大直径相等?如成立,那么奥晶5-8与马针1-4就存在对应关系.
24楼试验数据不支持这一结论.找不同工艺马针是5级,看看奥晶是几级就能印证.
分别评级有其依据.

吉祥如意

轻松一下。讲个真实的故事。我有一个校友，曾经给我看了几张他的渗碳淬火金相照片。据他说是属于世界级的标识性的组织照片。我看了确实很吃惊。奥氏体晶粒度12-14级，马氏体要在电镜下才分辨清楚。至今我也有好多疑问没解开。这么多年一直在现场落伍啦。