关于碳势的问题

心沐长风 · 发表于 2015-8-5 21:11:52

请问化学热处理（渗碳）工艺中所选用的碳势与铁碳相图中的ES曲线有联系吗？如果有联系，请问有什么联系？

aaron01 · 发表于 2015-8-6 09:06:53

这个话题一语道破渗碳工艺设计原理{:soso_e179:}

纸鸢o_O有爱 · 发表于 2015-8-6 11:14:21

有关系吗？ES是个最大溶解度曲线

aaron01 · 发表于 2015-8-6 11:20:09

纸鸢o_O有爱发表于 2015-8-6 11:14
有关系吗？ES是个最大溶解度曲线

是什么东西在什么东西里的溶解度呢？

fjg · 发表于 2015-8-6 11:34:12

个人觉得应该还是说GS线要好点，毕竟一般都是亚共析钢要渗碳处理的！请教一个问题，合金钢渗碳钢，在完全奥氏体话后，合金元素对碳在奥氏体中的溶解度是否有影响呢?

aaron01 · 发表于 2015-8-6 12:42:03

本帖最后由 aaron01 于 2015-8-6 12:44 编辑

fjg 发表于 2015-8-6 11:34
个人觉得应该还是说GS线要好点，毕竟一般都是亚共析钢要渗碳处理的！请教一个问题，合金钢渗碳钢，在完全奥 ...

GS线确定加热温度，ES线与碳势设定值有关。

柠檬可乐！ · 发表于 2015-8-6 13:23:08

GS线确定加热温度，温度确定后沿着X轴画一条线与ES线的交点就是渗碳工艺最大的碳势，不知是不是这样理解？

aaron01 · 发表于 2015-8-6 15:52:18

柠檬可乐！发表于 2015-8-6 13:23
GS线确定加热温度，温度确定后沿着X轴画一条线与ES线的交点就是渗碳工艺最大的碳势，不知是不是这样理解？ ...

这个回答在大部分情况下是准确的，不过这里有个概念替换，就是碳势和零件表面碳浓度这两个概念。
碳势是指的炉内气氛的渗碳能力，表面碳浓度不等于碳势，有时候表面碳浓度会高于碳势，有时候会低于碳势，铁碳相图上我们追求的目标是表面碳浓度。
我们的工艺目的是，让整个渗碳过程里，零件表面碳浓度不超过铁碳相图的ES线给出的奥氏体溶碳极限，因为超出那条线的话，就会有奥氏体溶不了的碳，时间一长，析出的碳化物就会长大，会对产品性能造成不利的影响，这个就是渗碳工艺碳势设定的基础，可以说碳势设定的目的就是保证零件碳浓度不超过这个溶碳极限。

柠檬可乐！ · 发表于 2015-8-6 16:19:32

aaron01 发表于 2015-8-6 15:52
这个回答在大部分情况下是准确的，不过这里有个概念替换，就是碳势和零件表面碳浓度这两个概念。
碳势是 ...

请问像多用炉最大的碳势设定可以设为多少？只针对炉内碳势，不管材料的话。

心沐长风 · 发表于 2015-8-6 16:29:33

碳势的设定与好多因素有关的，其中材料的化学成份就是一个很重要的因素。

aaron01 · 发表于 2015-8-6 16:36:17

柠檬可乐！发表于 2015-8-6 16:19
请问像多用炉最大的碳势设定可以设为多少？只针对炉内碳势，不管材料的话。 ...

这个问题很难一概而论，因为碳势不等于表面碳浓度。
我们需要关注的是零件表面碳浓度，这个是结果，为了得到好的结果，碳势是我们用的手段。
比如，短工艺渗碳，零件表面碳浓度根本来不及达到与炉气的碳势平衡，也就是说，虽然炉气有把零件表面碳浓度从0.2%提高到1.0%的能力，但是这个提高是需要很长时间来实现的，短时间渗碳，根本不可能达到这个平衡。在这种情况下，即使你用很高的碳势（远超过极限），也不必担心表面碳浓度会太高。
反之，长时间渗碳（几十小时的强渗）后，零件表面碳浓度往往会超过碳势设定值，对此类工艺要小心，不要取碳势极限来订工艺，要放足余量才行。

aaron01 · 发表于 2015-8-6 16:51:45

本帖最后由 aaron01 于 2015-8-6 16:53 编辑

fjg 发表于 2015-8-6 11:34
个人觉得应该还是说GS线要好点，毕竟一般都是亚共析钢要渗碳处理的！请教一个问题，合金钢渗碳钢，在完全奥 ...

合金元素会影响相图的溶碳极限，就是楼主说的ES线。
这个说的就是在一般渗碳模拟软件里给出的合金系数，这个合金系数就是总的，除了碳以外的其他所有合金元素对相图的ES线的影响因子。

心沐长风 · 发表于 2015-8-6 17:13:39

aaron01 发表于 2015-8-6 16:51
合金元素会影响相图的溶碳极限，就是楼主说的ES线。
这个说的就是在一般渗碳模拟软件里给出的合金系数，这 ...

请问合金系数对碳势的设定有何影响？

fjg · 发表于 2015-8-6 18:54:38

aaron01 发表于 2015-8-6 12:42
GS线确定加热温度，ES线与碳势设定值有关。

嗯嗯，仔细看看确实是加热的！谢谢前辈!

aaron01 · 发表于 2015-8-7 08:08:53

心沐长风发表于 2015-8-6 17:13
请问合金系数对碳势的设定有何影响？

一般是有模拟软件来计算这个总的合金系数的，在模拟的时候，软件已经根据计算出的系数，对ES线做了调整，也就是说对工艺可用的碳势极限做了调整。
不过常规渗碳材料，合金含量较低，计算出的合金系数都不会比1大很多，很少有超过1.05的，所以，如果手头没有模拟软件，对于一般的渗碳材料，也可忽略这个合金影响。

柠檬可乐！ · 发表于 2015-8-7 08:59:34

aaron01 发表于 2015-8-6 16:36
这个问题很难一概而论，因为碳势不等于表面碳浓度。
我们需要关注的是零件表面碳浓度，这个是结果，为了 ...

常规渗碳是这样的。
但是我碰到过一个零件，不是铁基的，具体不能多说在这里，我把产品放入炉内的目的不是进行渗碳淬火，而是让产品和炉内的CO发生反应，我做过实验，炉子设定的碳势越高，效果就越好。就是想知道PVH程序设定表中Cp最高能设到多少。

正信热处理 · 发表于 2015-8-7 09:03:55

看到这个帖子很高兴，没爬完楼就问了合金元素的影响，我说一下个人对合金元素对渗碳工艺制定的影响，不知对不对大家讨论一下。
1、合金元素的加入会影响奥氏体区域的形态，此时制订工艺时温度及选用碳势应当适当调整。
2、合金元素的加入会改变C曲线形态，（影响材料的淬透性）渗碳周期设计时是否得考虑其影响。
3、合金元素的加入改变了MS及Mf点，制订工艺时是否得考虑合适的强扩比例以控制渗碳层中的碳浓度梯度，配以合适的淬火温度可以得到理想的表面组织及芯部组织。
4、对渗碳速度的影响？？

纸鸢o_O有爱 · 发表于 2015-8-7 10:11:14

aaron01 发表于 2015-8-6 11:20
是什么东西在什么东西里的溶解度呢？

碳在奥氏体的最大溶解度啊

心沐长风 · 发表于 2015-8-7 12:16:42

aaron01 发表于 2015-8-7 08:08
一般是有模拟软件来计算这个总的合金系数的，在模拟的时候，软件已经根据计算出的系数，对ES线做了调整， ...

是不是合金系数低于1.05时可以不用去考虑其对碳势设定时的影响了？如果我想用900度的温度对20CrMo钢进行渗碳，碳势我准备用1.25可以吗？

aaron01 · 发表于 2015-8-7 16:41:46

心沐长风发表于 2015-8-7 12:16
是不是合金系数低于1.05时可以不用去考虑其对碳势设定时的影响了？如果我想用900度的温度对20CrMo钢进行 ...

严格意义来讨论，是不可以忽略合金系数的，不过你手头有模拟软件的话，不妨把它分别设到1和1.05，然后取看一下在碳势极限上有多大差异，差个0.03%就很多了。
另外，我会在模拟的时候在极限碳势上打折扣，以保证即使碳控系统有差异也不会出碳化物，一般2毫米以上深层渗碳我会打85折，1毫米左右的我会打9折，0.3以下不打折，取100%的极限来设碳势。
碳氮共渗我可能会用到110%，这个要灵活运用的。

心沐长风 · 发表于 2015-8-7 17:18:25

aaron01 发表于 2015-8-7 16:41
严格意义来讨论，是不可以忽略合金系数的，不过你手头有模拟软件的话，不妨把它分别设到1和1.05，然后取 ...

哦，可惜我们的碳控仪没有模拟软件，那我可以根据铁碳相图上的溶碳极限来打折扣吗？一般我们做的产品很少有超过1.5毫米的

cnszgong · 发表于 2015-8-7 17:32:20

柠檬可乐！发表于 2015-8-7 08:59
常规渗碳是这样的。
但是我碰到过一个零件，不是铁基的，具体不能多说在这里，我把产品放入炉内的目的不 ...

但是个人理解：炉内的CO量和渗碳气氛有关，和炉气碳势的高低无关。
也就是说：在一定温度下，相同配比流量或者固定流量的渗碳气氛，其CO量波动不会很大的。

cnszgong · 发表于 2015-8-7 17:35:22

本帖最后由 cnszgong 于 2015-8-7 17:36 编辑

正信热处理发表于 2015-8-7 09:03
看到这个帖子很高兴，没爬完楼就问了合金元素的影响，我说一下个人对合金元素对渗碳工艺制定的影响，不知对 ...

第4点：合金系数的影响也就是对表面碳浓度的影响，也就是渗速的影响。

cnszgong · 发表于 2015-8-7 17:41:08

本帖最后由 cnszgong 于 2015-8-7 17:49 编辑

心沐长风发表于 2015-8-7 17:18
哦，可惜我们的碳控仪没有模拟软件，那我可以根据铁碳相图上的溶碳极限来打折扣吗？一般我们做的产品很少 ...

个人观点：对于1.5mm以下的产品还是要考虑合金系数的。合金系数超过1.05的材料和合金系数0.98的材料应该区别对待。经过渗碳后，零件在室温下的表面合金碳浓度应该控制在http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=16721&page=3#pid288065
55楼给出的参考数据下。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-8-7 18:44:47

aaron01 发表于 2015-8-7 08:08
一般是有模拟软件来计算这个总的合金系数的，在模拟的时候，软件已经根据计算出的系数，对ES线做了调整， ...

20CrMnMo的合金系数是常见渗碳钢中最高的，所以最易形成碳化物

心沐长风 · 发表于 2015-8-10 10:17:35

二段式渗碳工艺中的扩散阶段，可以用氮气来取代平衡空气吗？

aaron01 · 发表于 2015-8-10 10:32:56

心沐长风发表于 2015-8-7 17:18
哦，可惜我们的碳控仪没有模拟软件，那我可以根据铁碳相图上的溶碳极限来打折扣吗？一般我们做的产品很少 ...

当然可以，通常打9折，如果合金元素较高，时间较长可以打85折。

骑驴者何人 · 发表于 2015-8-10 11:10:57

心沐长风发表于 2015-8-10 10:17
二段式渗碳工艺中的扩散阶段，可以用氮气来取代平衡空气吗？

我觉得取代不了

aaron01 · 发表于 2015-8-10 11:36:15

氮气不可以随便给，如果你用的是氮甲醇气氛的话，为了得到固定的CO值，氮气和甲醇的比例是必须保证恒定的，给多了氮气，CO值就不是固定值了，会影响碳势计算的。
如果你不想通空气，可以把工艺空气关掉，碳控仪可以自己控制丙烷的输出来实现碳控。

心沐长风 · 发表于 2015-8-10 12:24:58

aaron01 发表于 2015-8-10 11:36
氮气不可以随便给，如果你用的是氮甲醇气氛的话，为了得到固定的CO值，氮气和甲醇的比例是必须保证恒定的， ...

我不想在扩散降碳势的时候通空气，有什么好的办法吗？

心沐长风 · 发表于 2015-8-10 12:31:51

aaron01 发表于 2015-8-10 10:32
当然可以，通常打9折，如果合金元素较高，时间较长可以打85折。

非常感谢，

aaron01 · 发表于 2015-8-10 12:52:20

心沐长风发表于 2015-8-10 12:24
我不想在扩散降碳势的时候通空气，有什么好的办法吗？

好的方法就是把工艺空气关了，不用担心，碳控仪会自动根据反馈的碳势情况，调节富化气的通断时间来实现碳势控制，对工艺结果不会有很大的影响的。

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