65Mn 开裂分析

清淡 · 发表于 2016-9-7 09:34:12

本帖最后由清淡于 2016-9-7 09:39 编辑

http://www.rclhome.net/forum.php ... 15&page=1#pid363609
帮上朋友做的分析。
失效样照片：

横向边组织：

横向心组织：

纵向组织：

看到断口的第一感觉是脆性断裂、晶粒粗大、和以前见过的过热过烧造成的断口类似；当我第一眼用低倍看组织时，我第一反应是混晶、组织粗大、铸态（边缘组织粗大，心部组织细小，组织均匀性很差。但是有一点不懂，理论上边缘冷却快，应该是细晶区才对，但是却比心部粗？？）。因为怀疑是铸态组织，所以我做了横向和纵向对比，横向和纵向并无一点锻造带的感觉（虽然不能完全说明无锻造，但是可以猜测无锻造）。然后是看1000x的金相组织，我发现片状珠光体已经开始断开，但是很多还是片，碳化物还是小黑点，这算是一种不合格的球化处理。根据这些检测结果，我怀疑该材料是铸造后进行退火处理，为了消除粗晶和应力等（也有可能厂家只是想做去应力处理）。厂家退火温度不高，大概在700度左右，结果片状珠光体开始球化。
第一组：下面是一组白色网状组织对比照片，SEM照片和金相照片：

第二组：下面是一组白色网状对比照片，SEM照片和金相照片：

从这两组金相照片和SEM照片对比看，整个样品出现了两种网状组织，第一组为铁素体网，第二组为碳化物网。从这个对比看出，该样件是铸态的可能性很大，出现了成分不均的现象，局部区域含碳量超高，达到了过共析，冷却沿晶界析出碳化物（本来65Mn是亚共析钢，理论上沿晶界该析出铁素体才对）。
检测结果猜测：样件为铸态，为经过锻造处理，组织混晶，边缘组织粗大，心部细小。成分区域性不均，含碳量区域性超标。铸造后未做有效的热处理细化晶粒和均匀组织，造成性能差，加工开裂。大家有什么看法，欢迎提出、讨论。

腊月寒沫 · 发表于 2016-9-7 09:48:53

当时提供给清淡的只是试样的一部分未做说明，小碎块的组织很有诱导性。再补充下其他条件便于大家分析
1、原件为锻造等温退火
2、原件的其他部位做光谱，符合65mn成分
3、开裂部位为脆性断裂
4、其他部位的组织无网状碳化物缺陷
此类缺陷极少发生，该组织是如何形成的

清淡 · 发表于 2016-9-7 09:51:08

腊月寒沫发表于 2016-9-7 09:48
当时提供给清淡的只是试样的一部分未做说明，小碎块的组织很有诱导性。再补充下其他条件便于大家分析
1、原 ...

是啊！什么信息都没给我，看来很多我都分析错了

清淡 · 发表于 2016-9-7 09:53:23

腊月寒沫发表于 2016-9-7 09:48
当时提供给清淡的只是试样的一部分未做说明，小碎块的组织很有诱导性。再补充下其他条件便于大家分析
1、原 ...

我很怀疑这块是否锻造过

腊月寒沫 · 发表于 2016-9-7 10:12:57

清淡发表于 2016-9-7 09:53
我很怀疑这块是否锻造过

的确是锻造的，厂家没有铸造设备，也不会对此开模铸造。成本完全耗不起

清淡 · 发表于 2016-9-7 10:28:35

腊月寒沫发表于 2016-9-7 10:12
的确是锻造的，厂家没有铸造设备，也不会对此开模铸造。成本完全耗不起 ...

心部和边缘差异很明显！不知道这是怎么形成的。

aaron01 · 发表于 2016-9-7 13:28:27

本帖最后由 aaron01 于 2016-9-7 15:50 编辑

锻造不充分（锻造比很小），变形区只有在最表层很薄一层，在后续等温正火过程里，变形区由于位错和应力的存在，先于心部发生奥氏体形核转变，形成了这样外面大晶粒，里面小晶粒的现象，这种混晶和化学成分偏析形成的混晶有很大的不同。

清淡 · 发表于 2016-9-7 13:35:27

aaron01 发表于 2016-9-7 13:28
锻造不成分（锻造比很小），变形区只有在最表层很薄一层，在后续等温正火过程里，变形区由于位错和应力的存 ...

那我分析的低温退火看来又不成立了

aaron01 · 发表于 2016-9-7 13:50:07

本帖最后由 aaron01 于 2016-9-7 13:54 编辑

清淡发表于 2016-9-7 13:35
那我分析的低温退火看来又不成立了

这个是典型的揉面粉没揉均匀，造成的后续一系列问题，呵呵。
另外，应力加工里还有所谓的第一类晶粒异常长大现象，说的是形变量在5-20%范围，晶粒会出现异常长大现象，可能在这里也能解释了。

大浪淘沙 · 发表于 2016-9-7 13:56:55

以前在广东一个厂做个一种剪树枝的剪刀，材料也是65Mn，断口和这个一模一样，断面粗糙，还闪闪发光呢，产品网带炉出来后优点变形，
需要校直处理，校断比例很大。
产品是在板料上冲裁下来的。希望在这里学习，看能否弄明白

Alex · 发表于 2016-9-7 14:28:43

清淡发表于 2016-9-7 10:28
心部和边缘差异很明显！不知道这是怎么形成的。

看了3个帖子，找到了以下信息 65Mn 等温退火白色网状无法判断是铁素体还是碳化物以及表面和心部组织的差别。要找到原因，过程的信息很重要，这样搜集信息真的很烧脑...

我觉得晶粒粗大可能是主要原因，碳化物可能是偏析引起的，也是裂源

腊月寒沫 · 发表于 2016-9-7 15:40:00

aaron01 发表于 2016-9-7 13:28
锻造不成分（锻造比很小），变形区只有在最表层很薄一层，在后续等温正火过程里，变形区由于位错和应力的存 ...

这里是否有这样一种可能，就是尚未热透。内部未完全奥氏体化导致芯部变形小，外表层变形大
因为是老型号，锻造及退火工艺都未做调整。更有可能是工艺执行的问题

aaron01 · 发表于 2016-9-7 15:53:27

腊月寒沫发表于 2016-9-7 15:40
这里是否有这样一种可能，就是尚未热透。内部未完全奥氏体化导致芯部变形小，外表层变形大
因为是老型号 ...

我只能说问题出现在锻造的可能性很大，具体的原因要进一步去锻造那找。
瞎猜一下的话，是料尺寸不够，小料锻不出大件来，只好马马虎虎揉几下成型了，否则的话，尺寸不对了。

清淡 · 发表于 2016-9-7 15:56:57

aaron01 发表于 2016-9-7 13:50
这个是典型的揉面粉没揉均匀，造成的后续一系列问题，呵呵。
另外，应力加工里还有所谓的第一类晶粒异常长 ...

年会上我有一张图片，就是低碳钢表面一层混晶，严工还记得吗？有点类似。

aaron01 · 发表于 2016-9-7 16:00:15

清淡发表于 2016-9-7 15:56
年会上我有一张图片，就是低碳钢表面一层混晶，严工还记得吗？有点类似。 ...

有印象，估计也是冲压或者冷轧等压力加工的结果。

清淡 · 发表于 2016-9-7 16:06:14

aaron01 发表于 2016-9-7 15:53
我只能说问题出现在锻造的可能性很大，具体的原因要进一步去锻造那找。
瞎猜一下的话，是料尺寸不够，小 ...

我是觉得锻造的件，多多少少有点方向性，所以我做了横向和纵向对比，但是从对比看，我不说那个是横，那个是纵，绝对没人能分辨是横向还是纵向。

aaron01 · 发表于 2016-9-7 16:08:58

清淡发表于 2016-9-7 16:06
我是觉得锻造的件，多多少少有点方向性，所以我做了横向和纵向对比，但是从对比看，我不说那个是横，那个 ...

想象等轴晶1:1的长宽比，当这个比例变成1.1:1的时候，估计在显微镜下你不会看到明显的锻造流线。1.2：1都未必能看出来。

aaron01 · 发表于 2016-9-7 16:20:41

本帖最后由 aaron01 于 2016-9-7 16:29 编辑

清淡发表于 2016-9-7 16:06
我是觉得锻造的件，多多少少有点方向性，所以我做了横向和纵向对比，但是从对比看，我不说那个是横，那个 ...

我是觉得你的观察是对的，正常锻造工艺的形变量会远远超过这几张照片所显示的情况，也是基于这点我认为锻造不充分，我所知道的锻造，如果是拔长的话，锻造比要大于3，就是1米长的棒锻完是3米以上，那种情况你看金相自然会看到纵截面上全是流线的拉长晶粒。
现在这个金相只能告诉我们，变形量不够。

清淡 · 发表于 2016-9-7 16:51:18

aaron01 发表于 2016-9-7 16:20
我是觉得你的观察是对的，正常锻造工艺的形变量会远远超过这几张照片所显示的情况，也是基于这点我认为锻 ...

其实还有些情况我没描述出来。SEM拍的铁素体网其实是靠外边缘的，SEM拍的碳化物网其实主要分布在靠心部的位置，我觉得这些都是锻造不均（就像和面一样）的表现。他们检测成分没问题，我不知道是不是真的没问题，还是说取样位置不对！

东方 · 发表于 2016-9-7 19:11:10

清淡发表于 2016-9-7 10:28
心部和边缘差异很明显！不知道这是怎么形成的。

像是铸态表层柱状晶未彻底破碎（成分为较低碳低合金），心部保持后结晶的等轴晶（成分为较高碳高合金），锻造温度对于心部组织偏高，锻比也不够，锻后冷却较缓，出现这个內网碳外网铁的怪像。
清版要是有张内外的面扫描应该更好说明问题，应该问问锻前那块铁是哪路神仙。
纯属凭空想象，不足为凭。

qibao9891 · 发表于 2016-9-7 21:07:07

所有合金元素均使共析含碳量S点左移。
所以65Mn虽不属于合金钢，属于高锰碳钢，但它是可以有网状碳化物的。有网状碳化物不一定代表成分偏析或不对。网碳等过共析特征在65Mn中还是比较多见的。所以我觉得65Mn的成分范围跨亚共析、共析、过共析三区。

有网状碳化物是因为等温前冷速过慢。此材料退火不宜选用等温退火。说不宜也许太过委婉，也许说选错了工艺恰当些。
可改为等温正火或球化退火或等温球化退火。

表面晶粒粗的可能性非常多。
锻比不够是可能之一。
终锻温度偏低也是可能之一。表面温度降到终锻温度以下了，但心部温度还好。
锻造设备能力小，也会造成内外组织不一致。极端条件下也会出现此情况。但看此件较小，可能性不大。
锻造没加热透，情况和这相反，心部粗大，不是。
表面贫碳配合一些条件，也会造成晶粒异常长大。此例有表面贫碳迹象，也应做为考虑因素。

愚见，轻拍。

清淡 · 发表于 2016-9-7 21:56:47

qibao9891 发表于 2016-9-7 21:07
所有合金元素均使共析含碳量S点左移。
所以65Mn虽不属于合金钢，属于高锰碳钢，但它是可以有网状碳化物的。 ...

在上家弹簧公司，我检测的65Mn从来没见过网状碳化物

。其实腊月自己拿这个样和其他对比，应该也能看出点问题来。

官不全 · 发表于 2016-9-7 23:03:26

讨论的很激烈啊，

我看了半天也没看出个啥。看来这些事情还是要一边怀疑一边求证的。

柠檬可乐 · 发表于 2016-9-8 08:57:51

qibao9891 发表于 2016-9-7 21:07
所有合金元素均使共析含碳量S点左移。
所以65Mn虽不属于合金钢，属于高锰碳钢，但它是可以有网状碳化物的。 ...

专家：有个疑问请教，你所说的锻造没加热透，是心部粗大。我理解的是锻造没加热透，表面和心部有温差，表面温度比心部温度要高，应该是表面比心部粗大啊。

qibao9891 · 发表于 2016-9-8 19:11:10

柠檬可乐发表于 2016-9-8 08:57
专家：有个疑问请教，你所说的锻造没加热透，是心部粗大。我理解的是锻造没加热透，表面和心部有温差，表 ...

这个前提是表面的温度是正常锻造温度，心部低于终锻温度。
很多年前，霜月在隔壁曾有个帖子例子。40Cr锻造用天然气加热，组织正常；用感应加热，心部组织粗大。
这是因为感应加热心部没有加热透，锻造后心部存在畸变能差，再加热后会晶粒异常长大。于是在那个帖子后面说了我的想法。

东方 · 发表于 2016-9-8 20:33:39

本帖最后由东方于 2016-9-8 20:41 编辑

qibao9891 发表于 2016-9-7 21:07
所有合金元素均使共析含碳量S点左移。
所以65Mn虽不属于合金钢，属于高锰碳钢，但它是可以有网状碳化物的。 ...

豹哥一钢三区论实为开天辟地，叹为惊人。
既然诸位专家都不认同偏析论想必区域成分都已分析了。
曾有论中碳钢在球化，变形，球化这种交替冷热加工过程中产生断续网碳，究其原因皆有位错驱动引起。
由于对版主零件整个工艺细节所知了了，只对中碳网碳形成说说，不知是否能够对上相关工艺过程

qibao9891 · 发表于 2016-9-9 09:09:41

本帖最后由 qibao9891 于 2016-9-9 09:12 编辑

东方发表于 2016-9-8 20:33
豹哥一钢三区论实为开天辟地，叹为惊人。
既然诸位专家都不认同偏析论想必区域成分都已分析了。
曾有论中 ...

极大的可能是错的。
还是按清淡的正统思维来考虑比较稳妥。毕竟出网碳可能最大的还是偏析。

65Mn碳量上限是0.71%，离共析点0.77差0.06。硅锰磷三项都在高位的话，左移s点0.1几应该问题不大。再加上现在炼钢的废钢比例不小，铬镍钼钒铜等虽含量低，但加一起量也不少。
想是这么想，没证据。
现有碳当量公式基本是焊接性能评价用的。有铸铁碳硅当量对共晶点影响公式，却是评价硅、磷石墨化能力的，也难借鉴。元素对共析点s影响的碳当量公式没有，或者我不知道。
而另外一些资料，也是看不懂。
比方某书，2%Si可以将共析成分降至0.53%，Mn也可左移S点。然后问题来了，60Si2Mn含Si量2%，再加上Mn，就属过共析了吧。翻开手册，查下60Si2Mn的TTT，我靠，先共析的是铁素体。
每当这种时候，阿豹就感受到了书中原力的伤害，陷入了深深的精分状态……
所以，我也很困惑。把常理之外的说出来，也是企盼有大神能答疑解惑。
叹为惊人，或许只是看书后又忘了吃药……

东方 · 发表于 2016-9-9 09:11:48

本帖最后由东方于 2016-9-9 09:13 编辑

qibao9891 发表于 2016-9-9 09:09
极大的可能是错的。
还是按清淡的正统思维来考虑比较稳妥。毕竟出网碳可能最大的还是偏析。

形变热处理诱导相变或许可以解释http://www.rclhome.net/forum.php ... amp;page=2#lastpost

柠檬可乐 · 发表于 2016-9-9 11:21:04

qibao9891 发表于 2016-9-8 19:11
这个前提是表面的温度是正常锻造温度，心部低于终锻温度。
很多年前，霜月在隔壁曾有个帖子例子。40Cr锻 ...

谢谢专家解惑

aaron01 · 发表于 2016-9-9 11:50:35

qibao9891 发表于 2016-9-9 09:09
极大的可能是错的。
还是按清淡的正统思维来考虑比较稳妥。毕竟出网碳可能最大的还是偏析。

TTT图是平衡冷却哦，实际哪有那样的冷却条件。
看下伪共析的理论，我认为其实65Mn之类的材料在实际冷却时，由于不同过冷度存在的原因，析出先共析铁素体和先共析碳化物都是有可能的，冷速快容易析出碳化物。

东方 · 发表于 2016-9-9 12:01:21

本帖最后由东方于 2016-9-9 12:02 编辑

aaron01 发表于 2016-9-9 11:50
TTT图是平衡冷却哦，实际哪有那样的冷却条件。
看下伪共析的理论，我认为其实65Mn之类的材料在实际冷却时 ...

伪共析是非共析转共析，并不能将亚共析为过共析
65Mn连续冷却图未体现碳化物的单独存在

JYB · 发表于 2016-9-10 18:58:49

清淡发表于 2016-9-7 16:51
其实还有些情况我没描述出来。SEM拍的铁素体网其实是靠外边缘的，SEM拍的碳化物网其实主要分布在靠心部的 ...

裂的是产品顶部，取样去做分析的是法兰盘

qibao9891 · 发表于 2016-9-10 19:27:34

东方发表于 2016-9-9 09:11
形变热处理诱导相变或许可以解释http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=24015&page=2#last ...

能不能讲一下机理。

如果是网状碳化物包铁素体，这种好理解。形变诱发铁素体转变，铁素体内有过饱和的碳。之后冷却过程中，铁素体内的碳，会短程扩散到晶界析出。最后出现网状碳化物包铁素体，或者是珠光体网包铁素体。

而本帖的用形变热处理怎么解释？网状碳化物包珠光体。析出网状渗碳体的母相是奥氏体，不是形变诱发铁素体。形变热处理中的什么因素，使共析转变前奥氏体原本不会饱和的碳，发生过饱和了？

形变热处理我也不懂，能不能讲讲？

东方 · 发表于 2016-9-10 19:38:30

本帖最后由东方于 2016-9-10 19:55 编辑

qibao9891 发表于 2016-9-10 19:27
能不能讲一下机理。

如果是网状碳化物包铁素体，这种好理解。形变诱发铁素体转变，铁素体内有过饱和的碳 ...

这个我也是排除法猜的形变我也不懂的
我也一直在找相关文献大多形变研究都在0.45%C以下我的思路是形变促使碳重新分布
毕竟发生网碳的区域在心部的局部并不是整个心部而且网碳围起来的晶粒里面还有细晶
我也不确信心部出现的网都是网碳，下图是心部金相再放大的截图

清淡 · 发表于 2016-9-10 22:56:12

aaron01 发表于 2016-9-9 11:50
TTT图是平衡冷却哦，实际哪有那样的冷却条件。
看下伪共析的理论，我认为其实65Mn之类的材料在实际冷却时 ...

我不赞成这个观点

清淡 · 发表于 2016-9-10 22:59:16

东方发表于 2016-9-10 19:38
这个我也是排除法猜的形变我也不懂的
我也一直在找相关文献大多形变研究都在0.45%C以下我的思路 ...

心部基本都是网碳，由于SEM拍的很费时，我不可能全部拍的。其实哦觉得做成分，可能要打能谱才能区分。

清淡 · 发表于 2016-9-10 23:01:28

aaron01 发表于 2016-9-9 11:50
TTT图是平衡冷却哦，实际哪有那样的冷却条件。
看下伪共析的理论，我认为其实65Mn之类的材料在实际冷却时 ...

亚共析钢和过共析钢，如何让其不析出铁素体和网碳，方法就是适当增加冷却速度，所以严工说的冷却快就是网碳不不赞成。最好的例子就是我们的GCr15 锻造后必须风冷，目的就是为了造成伪共析，不要析出网状碳化物。

qibao9891 · 发表于 2016-9-11 08:07:32

东方发表于 2016-9-10 19:38
这个我也是排除法猜的形变我也不懂的
我也一直在找相关文献大多形变研究都在0.45%C以下我的思路 ...

65Mn出现网碳不是个案，也非孤例。
并非都有形变因素。
排除法不适合。

东方 · 发表于 2016-9-12 12:27:50

清淡发表于 2016-9-10 22:59
心部基本都是网碳，由于SEM拍的很费时，我不可能全部拍的。其实哦觉得做成分，可能要打能谱才能区分。 ...

其实我还是挺支持偏析的成分能说明大部分问题省得这么烧脑要造成附件这种碳化物除了偏析想不出其他的方法

东方 · 发表于 2016-9-12 12:29:29

qibao9891 发表于 2016-9-11 08:07
65Mn出现网碳不是个案，也非孤例。
并非都有形变因素。
排除法不适合。

额好吧除了这两个想不出其他的了
大神都不出来看来这个帖子要沉了

		自动登录	找回密码
密码			立即注册(不支持数字)

65Mn 开裂分析

评分

点评

评分

评分