汽车齿轮渗碳，表面碳化物是有好还是没有好

xiaguangyong

今天在一本书上看到齿轮表面碳化物的作用，有种说法是碳化物没有齿轮使用寿命更好。还有种说法是碳化物要有，一定在级别范围内越低越好。现在就这两种说法大家讨论一下个人的观点

xiaguangyong

我先认同我的观点，碳化物有利于提高耐磨性，所以我觉得还是有比较好点

xiaguangyong

没人支持新人？

龟山淬火

这个太复杂，没人敢随便说。

cnszgong

龟山淬火 发表于 2017-8-23 19:04
这个太复杂，没人敢随便说。

这个可以说一下个人看法：所谓的没有碳化物齿轮使用寿命更好，其实是指400X显微镜下，在500X显微镜下能看到很少的一点点碳化物颗粒。我觉得那才是比较好的结果。
而“还有种说法是碳化物要有，一定在级别范围内越低越好”，那么在1000X显微镜下如果也看不到碳化物。那渗碳就没有意义了。

xiaguangyong

我 所说的就是在金相检测标准下400倍

xiaguangyong

龟山淬火 发表于 2017-8-23 19:04
这个太复杂，没人敢随便说。

看来你对此有深刻的理解不烦说出来听听

michealyong

xiaguangyong 发表于 2017-8-23 20:03
我 所说的就是在金相检测标准下400倍

400倍下，能看到的那些碳化物应该属于不好的组织

惟余莽莽

我们是做齿轮的，检验标准为400X下表面无明显碳化物为合格基准。

嗯哼

细小颗粒状碳化物增多时，提高工件耐磨性以及接触疲劳强度，当过多时，尤其出现网状或者块状碳化物时，工件冲击韧性，疲劳强度都会变坏，所以要在一定范围内。

hnhxslr

本人认为，碳化物以极细小的颗粒状弥散分布有利于提高齿轮表面的耐磨性以及接触疲劳强度，当以块状或网状分布时，对这些性能会有不同程度的影响

xiaguangyong

惟余莽莽 发表于 2017-8-24 08:28
我们是做齿轮的，检验标准为400X下表面无明显碳化物为合格基准。

那你们做的产品挺好的。看来你是支持第一观点，。但我想明白你们认为无明显碳化物其优点是什么？为什么好？好在哪里呢？能指点一下吗？

aaron01

淬火零件都是有碳化物的，不渗碳光淬火也有，只是在显微镜下看得到看不到的问题。
从强化机制角度来考虑，个头越小，数量越多的碳化物，强化效果越好。
单单从光学显微镜下能否看到碳化物来评价，我认为命题并不妥当。
假定1%的表面碳浓度，对应能够析出1%质量比的碳化物，你是希望这1%的是1万个小颗粒呢？还是希望只有一个大颗粒？
这1万个小颗粒你在光学显微镜下看不到，但是在电镜下可能就能看到了，而那一个大颗粒，你在光学显微镜下就能看到了，你认为是前者的质量好？还是后者呢？

aaron01

对于这个问题，我的理解是前提要改，可以说，渗碳淬火零件
在碳化物总量（质量比或者重量比）一样的情况下，碳化物个头越小，数量越多，零件质量越好。

打个比方吧，ABC三个零件表面含碳量一样，淬火回火条件也一样，A零件在50倍下就能看到碳化物，B零件在500倍下才能看到碳化物，C零件要放大2万倍下才能看到碳化物，
由于碳化物总量ABC三个零件是一样的，那么碳化物个头大的A零件显然其碳化物数量是最少的，质量也是最差的。

aaron01

换另外一种说法，就是前面很多人提到的，在不出现明显粗大形态碳化物的条件下，表面碳浓度越高越好（注意此处不考虑残奥影响），因为那样碳化物会越多。
现在你明白为什么在渗碳阶段零件表面碳浓度要控制到不析出碳化物了吗？ 因为那时候在奥氏体区零件碳浓度超过溶碳极限，随着时间的延长碳化物会长大，也就是我们说的变粗，变粗就会让数量下降。
淬火前，在保证单相奥氏体（不出现二次渗碳体）的条件下，奥氏体碳浓度越高，得到的淬火马氏体过饱和度越大。在淬火后，适当的回火，或者冰冷条件下，析出的弥散碳化物的数量也就会越多。

惟余莽莽

感谢铁匠，学到了。

xiaguangyong

非常感谢学习了。见解的非常到位，佩服

cnszgong

借用艾伦的举例：有ABC三个不同化学成分的零件渗碳淬火、假设它们都是在500倍下才能看到碳化物，那么ABC三个不同化学成分零件的表面含碳量可能是不一样的。
老外有一篇文章可以看看The Calculation of Optimum Surface Carbon Content for Carburized Case Hardened Gears

cnszgong

cnszgong 发表于 2017-8-24 15:18
借用艾伦的举例：有ABC三个不同化学成分的零件渗碳淬火、假设它们都是在500倍下才能看到碳化物，那么ABC三 ...

文章中的理念应该没什么问题，但是其中的一些数据并不一定都准确。因为我对其中的一些材料、实际做渗碳验证过，所以我相信其中一部分数据可能有误。

aaron01

其实在12年我就有个帖子，说的是硬度的问题，http://www.rclhome.com/forum.php ... &extra=page%3D2
逻辑关系再理下，
1，硬度和强度是指材料抵抗变形的能力，
2，材料变形主要是内部位错移动造成，
3，材料在受外力时，材料内部的缺陷总量是变形难易程度的决定因素，内部缺陷越多，位错移动越困难，材料强度越高。

联系到本帖讨论的话题，淬火组织里的碳化物其实也是一种晶体缺陷，同样能够起到钉扎位错移动的作用，这种缺陷的数量越多，材料的强度和硬度就越高。
20钢淬火硬度比45钢低，就是这个道理。
那么同样是45钢，碳化物的颗粒越小，强度和硬度也会越高。
为什么45钢高温回火后硬度下降很多呢，同样是因为碳化物粗化的原因，粗化后，碳化物的数量下降了。
那么渗碳后的表面75钢，80钢，是不是也是一样道理呢？

wanggong

aaron01 发表于 2017-8-24 12:10
换另外一种说法，就是前面很多人提到的，在不出现明显粗大形态碳化物的条件下，表面碳浓度越高越好（注意此 ...

理论基础。由于生产检测条件局限，实际工作中只能倒推，从结果反推。

wanggong

cnszgong 发表于 2017-8-24 15:18
借用艾伦的举例：有ABC三个不同化学成分的零件渗碳淬火、假设它们都是在500倍下才能看到碳化物，那么ABC三 ...

啥意思？这是。看不明白。

裂啦报废啦

应该根据齿轮的工作状态来判断。渗碳扩散时的碳势1.1-0.8的都有，要求不一样结果就不一样。

小小丑

aaron01 发表于 2017-8-25 11:05
其实在12年我就有个帖子，说的是硬度的问题，http://www.rclhome.com/forum.php?mod=viewthread&tid=224&ex ...

铁匠
其实没有缺陷的钢铁材料强韧性配合是最好的，比如晶须。
因为生产中不能大批量进行制作，所以走向了反面，增加缺陷来提升某项性能。
这可能是物极必反的例子了。
个人意见，不足为凭。

aaron01

小小丑 发表于 2017-8-29 09:00
铁匠
其实没有缺陷的钢铁材料强韧性配合是最好的，比如晶须。
因为生产中不能大批量进行制作，所以走向了 ...

晶须那东东不是我们搞热处理的玩的，我们热处理就是玩的缺陷数量来改变钢的性能。