不锈钢零件熔化了？

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 15:56:16

aaron01 发表于 2013-5-24 15:52
CFC板说白了和石墨一样，就是纯碳，和铁接触的面上碳扩散。
固体渗碳的话，靠的就是这个，而不是一定要先 ...

非也，无法解释工件面上的熔化现象明显大于底面。

upposition · 发表于 2013-5-24 15:57:40

赞成arron的观点，最好做下化学成分 C含量验证一下。等待上菜

aaron01 · 发表于 2013-5-24 15:57:41

只要在最表面渗入的碳浓度达到一定程度，比如1.5%，就会在1250C情况下，发生熔化现象，一旦出现熔融态的液体，更容易溶解碳！
还记得你说过把钢丢进熔融态的铸铁里渗碳吗？似乎一样道理。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 16:00:50

aaron01 发表于 2013-5-24 15:57
只要在最表面渗入的碳浓度达到一定程度，比如1.5%，就会在1250C情况下，发生熔化现象，一旦出现熔融态的液 ...

低碳钢的碳含量是大于此钢的，为什么没有发生熔化现象呢？

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:02:11

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-24 16:25 编辑

落水残阳发表于 2013-5-24 15:54
给个思路，也许是误导。
当把两种金属紧贴放在一起的时候，会发生互渗的现象。
铁匠把305与CFC放在一起。就 ...

一点不荒谬，你说的情况就是事实，铁匠做真空钎焊很多，就是利用的焊料和金属的相互渗透原理，将零件焊起来的。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 16:03:07

建议铁匠对样件的两个面，做一下碳、硫化学成分检测，也许有答案。

落水残阳 · 发表于 2013-5-24 16:05:35

吉祥如意发表于 2013-5-24 16:03
建议铁匠对样件的两个面，做一下碳、硫化学成分检测，也许有答案。

问一个题外话。
对于渗碳而言，会不会有“择优通道”一说？
这里说的择优通道：就是在某个方向上，渗碳速度明显快于其它方向。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 16:08:16

落水残阳发表于 2013-5-24 16:05
问一个题外话。
对于渗碳而言，会不会有“择优通道”一说？
这里说的择优通道：就是在某个方向上，渗碳速 ...

肯定会这样的。只要两相界面有差异，渗碳速度会有变化。从微观上说，工件表面的粗糙度有异都会带来变化。

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:09:24

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-24 16:14 编辑

低碳钢这次没搭进去啊，以前搭20钢进炉的时候没用过这个CFC板，这回是头一回试用。
铁匠也在等光谱结果，不过这个零件熔化后已经变形得很厉害，本身也很薄，不一定磨得出个平面来打，实验室正在尝试着磨，肯定要磨很久。

Adam · 发表于 2013-5-24 16:11:15

吉祥如意发表于 2013-5-24 15:06
什么原因造成材料的熔化呢。

我也在找相关资料
1.炉子温度应该能排除
2.材料错了（不清楚）
3.就是真空度（有趋势，但无具体数据）

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 16:13:57

Adam 发表于 2013-5-24 16:11
我也在找相关资料
1.炉子温度应该能排除
2.材料错了（不清楚）

1.病灶可能是：碳和硫；
2.硫是从何飞来？

upposition · 发表于 2013-5-24 16:20:13

反过来想想，如果真是CFC板渗碳引起的，那以后还敢用CFC板吗？

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:23:53

upposition 发表于 2013-5-24 16:20
反过来想想，如果真是CFC板渗碳引起的，那以后还敢用CFC板吗？

通常你不会加热到这样的温度，只要不熔，渗碳现象应该不会很明显，我怀疑是熔化后的液体在起重大作用。
这种板我以前用过的，用在真空渗碳炉上，好用的很。

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:33:08

不知道大家有没有看过304和305类型奥氏体不锈钢的金相照片的，正常的奥氏体不锈钢组织决不会有那么多碳化物这样的黑东西的，从100X图上，我看到的疑似石墨和碳化物的黑色条状东西太多了，而且是背面比正面更多，从形态来看，很像是条状石墨！

心情 · 发表于 2013-5-24 16:34:49

发张不腐蚀的照片看看呢

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:38:32

心情发表于 2013-5-24 16:34
发张不腐蚀的照片看看呢

好办法，现在就让实验室去抛光了看，这就可以看出是石墨还是碳化物了！

upposition · 发表于 2013-5-24 16:42:01

本帖最后由 upposition 于 2013-5-24 16:43 编辑

aaron01 发表于 2013-5-24 16:23
通常你不会加热到这样的温度，只要不熔，渗碳现象应该不会很明显，我怀疑是熔化后的液体在起重大作用。
...

我糊涂了，帮我理一理
这里有先后的，应该是先渗碳了，才会熔化。
因为1250C下面这个材料不会熔化。
所以CFC板在1250C下就会渗碳

aaron01 · 发表于 2013-5-24 16:45:10

upposition 发表于 2013-5-24 16:42
我糊涂了，帮我理一理
这里有先后的，应该是先渗碳了，才会熔化。
因为1250C下面这个材料不会熔化。

先在接触面上有熔化，然后液态的金属能够溶解更多的碳，碳也更容易扩散到未熔化的金属里去，这样越熔越多，整个过程被极大地加速了。
备注：注意熔和溶两字的差别。

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:07:33

让大家久等了，继续上菜，先来化学成分：
成分.JPG

碳含量大于3%，这是在正面测的。

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:11:45

再上不腐蚀的照片：

50X全截面：
1.50.jpg

100X 背面：

100X背面另一视野：
1.100-2.jpg

200X 背面：

400X 背面

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:15:42

心部200X

心部400X：

正面 400X:

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:18:11

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-24 17:22 编辑

从化学成分和析出石墨情况，我的观点是这个零件在加热时全部熔化了，液体金属溶解了较多的碳，在随后的冷却过程中析出了大量条状石墨。
熔化的起因是在接触面上的碳扩散。
在未腐蚀的照片上，黑的东西只可能是夹杂、脏东西、或者石墨，不需要怀疑是脏东西，这个样精抛过的，这个形状也是石墨的形状。

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:28:15

铁匠今天也长见识了，以前从来没有碰到过这样的事情，回头得去找CFC板供应商来讨论这个问题了，这以后还能用吗？石墨板看起来也不行了，不可直接在高温下和零件接触了。
还有这个最高使用温度到底是多少？这些都突然变成了问题了！

aaron01 · 发表于 2013-5-24 17:41:55

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-24 17:44 编辑

落水残阳发表于 2013-5-24 14:28
残阳认为
气压对沸点影响较大，对熔点的影响基本可以忽略。
另外，铁匠这几个零件如果是悬挂起来放在里面， ...

铁匠一直在想这个问题，就是压力和熔点的关系问题。
现在铁匠是这样想的，沸点受压力影响非常大，原因是液态变气态，体积膨胀非常之大，所以压力成了阻力。
而固态变液态，体积变化很小，几乎可以忽略，所以可忽略压力的影响。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-24 20:04:06

本帖最后由吉祥如意于 2013-5-24 20:06 编辑

1.正面指图片的上面吗；
2.CFC板碳上可能有大量的极细小的碳粉未清除干净；
3.试样经半熔化状态，（与铁匠提供的铁碳相图吻合）有强大的吸碳能力（一般工件在液体铸铁中只需几十秒即发生渗碳）；
4.以后使用此CFC板切记要清除碳粉；
5.底面先发生渗碳逐渐熔化，然后以极大的渗碳速度向周边扩展，促使整个试样渗碳；
6.如果试样全部熔化估计在真空状态下，会形成许多个液滴，或成多边形分布。

专业守炉子 · 发表于 2013-5-24 20:42:14

aaron01 发表于 2013-5-24 13:58
温度不需怀疑，做航空的炉子，每个月都测SAT和TUS。
压力和熔点是什么关系？有资料吗？ ...

铁匠高工是中航工业的？

qibao9891 · 发表于 2013-5-24 22:31:34

本帖最后由 qibao9891 于 2013-5-24 22:33 编辑

这个不稀奇。
高速钢真空加热后立即淬油，表面会出现渗碳层，并因渗碳层而形成亮白层、熔化层或过热过烧层等现象。
可见真空可以充分活化工件表面，而高温加热使渗碳速度非常的快，油中淬冷这样短的时间内即可出现渗层。

含碳量到百分之三，已经是铸铁的含碳量了，熔化也在所难免。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-25 09:05:30

娃娃还质疑一点：铁匠说过低碳钢进行同样的处理，为什么没有发生此现象呢？

aaron01 · 发表于 2013-5-25 09:09:15

吉祥如意发表于 2013-5-25 09:05
娃娃还质疑一点：铁匠说过低碳钢进行同样的处理，为什么没有发生此现象呢？ ...

这个CFC板是头一回用，乘烘炉时放进去试下的，还好试下，不然损失大了。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-25 09:13:14

aaron01 发表于 2013-5-25 09:09
这个CFC板是头一回用，乘烘炉时放进去试下的，还好试下，不然损失大了。 ...

建议铁匠还是再试一次来确认。

aaron01 · 发表于 2013-5-25 10:49:57

吉祥如意发表于 2013-5-25 09:13
建议铁匠还是再试一次来确认。

试不起，巴掌大的一块CFC薄板，上千块钱，这块都是供应商给的做实验用样品，给搞坏了还不知道怎么和他说呢，问题是不大，不想欠人情。等下个星期和他们先交流一下这个问题，再说吧。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-25 10:52:12

aaron01 发表于 2013-5-25 10:49
试不起，巴掌大的一块CFC薄板，上千块钱，这块都是供应商给的做实验用样品，给搞坏了还不知道怎么和他说 ...

好饭不怕晚，好菜有品头。
好马配好鞍，铁匠配大锤。

aaron01 · 发表于 2013-5-25 11:11:57

铁匠还是认为这里不单单是个单面渗碳的问题，光光单面渗碳速度恐怕快不到那种渗穿的程度，心部和另外一面都析出石墨，说明整个截面都达到3%以上的碳浓度了。扩散恐怕没那么快。
铁匠还是在想碳在固态和液态金属碳溶解度差异问题，一旦变成液态金属，铁原子点阵里原子间隙加大，间隙固溶碳的溶解度一定加大很多，铸铁不就是按照这个原理来铸造的吗，液态铁水的成分就是3%以上的碳浓度，浇铸冷却时才析出的石磨。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-25 11:28:28

aaron01 发表于 2013-5-25 11:11
铁匠还是认为这里不单单是个单面渗碳的问题，光光单面渗碳速度恐怕快不到那种渗穿的程度，心部和另外一面都 ...

很好理解的。工件是处于半熔化状态。看看金相图片就知道了。同时，肯定存在气体向工件的渗透。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-25 15:36:59

娃娃还有一点要问铁匠：工件热前和热后，直径和厚度尺寸的变化具体数据。请告知一二。

aaron01 · 发表于 2013-5-26 13:56:08

吉祥如意发表于 2013-5-25 11:28
很好理解的。工件是处于半熔化状态。看看金相图片就知道了。同时，肯定存在气体向工件的渗透。 ...

在高真空环境，铁匠认为是不会有渗碳气氛的，石墨不会变气体。
零件尺寸不需要测了，该圆的地方不圆了，该平的地方也不平了，没法测，特别是和CFC板接触的一面，密布很细的网格线，和CFC上的网纹完全对应，模子里刻出来的。

所以因为 · 发表于 2013-5-26 14:56:29

aaron01 发表于 2013-5-26 13:56
在高真空环境，铁匠认为是不会有渗碳气氛的，石墨不会变气体。
零件尺寸不需要测了，该圆的地方不圆了， ...

说明305材料是处在熔化阶段了，是什么原因应该搞清楚。

qibao9891 · 发表于 2013-5-30 00:55:20

艾伦又整出新工艺来了。---真空液态金属固体渗碳。

corundum · 发表于 2016-2-27 21:19:06

这个不锈钢肯定熔化了，是上面某位说的半熔化状态。
真空基本不影响不锈钢的熔点，熔点理论上是压强的函数。热力学参量：温度，压强，电场强度，磁场强度。实际上，-1个大气压的真空压强变化，和金属内部几千个大气压的比，相当于没有变化。这就是通常金属相图，不考虑压强变化的原因。理论上，压强增加，熔点增加。但这里不用考虑。
至于合金元素蒸气压，导致元素流失的问题，基本可以排除。Cr的蒸气压高，但是随着Cr的流失，合金熔点应该变高才是。
故排除真空的影响。
怀疑，是材料成份本身有问题。建议化验同批次其他材料的成份是否异常。
楼上分析的一种可能，固态扩散，导致接触区熔点降低，从而熔化，进而加剧了碳元素的扩散。最终导致工件熔化。但是建议再次采用类似成份的不锈钢和失效批不锈钢进行比对验证。

hongqk · 发表于 2016-2-28 11:17:25

corundum 发表于 2016-2-27 21:19
这个不锈钢肯定熔化了，是上面某位说的半熔化状态。
真空基本不影响不锈钢的熔点，熔点理论上是压强的函数 ...

这种增碳减低熔点导致材料熔化的案例已非常多了，特别是粉末行业经常遇到。

荣誉 · 发表于 2016-2-29 13:10:16

我这有抛砖引玉的案例，850℃环规GCr15真空加热油淬，出炉发现个别外圆倒角处有熔融坑；测量炉壳与加热碳布电阻低于1000欧姆，打开加热室看见碳布与保温层接触在一起，故障排除后同时降低真空度，间隙式开罗茨泵此后再无这类质量事故。

hongqk · 发表于 2016-2-29 14:20:18

荣誉发表于 2016-2-29 13:10
我这有抛砖引玉的案例，850℃环规GCr15真空加热油淬，出炉发现个别外圆倒角处有熔融坑；测量炉壳与加热碳布 ...

使用碳布加热的真空炉市场上好像只有首都机械厂生产的真空炉，其中以ZC2-65使用最多，您提到的绝缘电阻下降与熔融坑的关系，与增碳熔化是两种不同的原因，碳布与保温层有接触在一起，这时碳布与保温层属于不良接触，接触的电阻很大，有一部分电流由此流过，产生了局部的高温造成了这个现象。
间隙式开罗茨泵说明碳钢在真空环境下不需要很高的真空度就可以获得光亮的淬火表面。

荣誉 · 发表于 2016-2-29 16:09:19

hongqk 发表于 2016-2-29 14:20
使用碳布加热的真空炉市场上好像只有首都机械厂生产的真空炉，其中以ZC2-65使用最多，您提到的绝缘电阻下 ...

88年首都机械厂安装调试人员，明确规定不得使用碳毡类做工装，高真空会成为导体烧毁工件，按照操作说明我司采用1Cr18Ni9Ti制作工装卡具。

hongqk · 发表于 2016-2-29 16:58:15

荣誉发表于 2016-2-29 16:09
88年首都机械厂安装调试人员，明确规定不得使用碳毡类做工装，高真空会成为导体烧毁工件，按照操作说明我 ...

88年首都机械厂的说法现在看来还是有些问题。
设备不是不能使用石墨工装，炉子内是石墨支承柱、石墨横梁，所有的物料重量都是由石墨件来承担，并不代表炉内不能有石墨，也不是说高真空了，就会烧毁工作。
问题的真正原因是钢铁材料不能与石墨件直接接触，这也就是我们所有的真空炉料台横梁上都有一个三角形陶瓷件，陶瓷件用在这里也不是作绝缘用的，就是为了隔离石墨件与金属工装直接接触。

sanmu · 发表于 2018-10-13 12:50:09

从这个帖子真是学习到新知识了！

sanmu · 发表于 2018-10-13 12:51:26

我有一个小小的问题：设备里的石墨底板，在设备运行过程中会不会带电？

aaron01 · 发表于 2018-10-14 11:29:14

sanmu 发表于 2018-10-13 12:51
我有一个小小的问题：设备里的石墨底板，在设备运行过程中会不会带电？

设计上肯定是绝缘的，不会有电流通过。

泪雨星眸 · 发表于 2018-11-16 14:57:34

底座含碳元素，高温下碳元素影响了奥氏体的熔点，不让工件和这个板直接接触，如果没有融化就说明我这个猜想是对的

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不锈钢零件熔化了？

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