渗碳件磨削裂纹

sbm197873 · 发表于 2013-5-28 21:08:50

本帖最后由沧海一声笑于 2013-5-28 21:34 编辑

一原先同事联系我：
20CrMo环形渗碳淬火件磨削后50%左右出现龟裂的磨削裂纹（较正常件敏感性高得多）。此批外协渗碳淬回火件进厂检查时发现残奥超标，外协热处理厂返厂深冷处理+回火处理后直接进厂，进厂检查残奥合格，但磨削过程出现上述的磨削裂纹。
我有以下问题：
1.渗碳淬回火件的残奥已稳定化，深冷处理咋就转变了（检验员反馈残奥变少）。我以前也搞过如下试验：渗碳淬回火残奥超标件-70~-80度深冷处理2小时，金相观察残奥量基本不变；
2.磨削裂纹产生的原因：A外协商深冷处理后未回火处理，导致应力过大。是否能做下回火稳定性试验？B磨削形变诱发残奥向马氏体转变。
以上请大神指点。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-28 21:25:18

估计残留奥氏体超标，其他指标也好不到哪。
应该考虑综合因素的影响。

cnszgong · 发表于 2013-5-28 21:29:06

碳化物情况怎么样。有没有可能存在合金元素偏析的情况？

sbm197873 · 发表于 2013-5-28 21:30:50

吉祥如意发表于 2013-5-28 21:25
估计残留奥氏体超标，其他指标也好不到哪。
应该考虑综合因素的影响。

也搞不懂外协厂怎么采用这方法返工，高回再淬火应该是正道。

sbm197873 · 发表于 2013-5-28 21:33:15

cnszgong 发表于 2013-5-28 21:29
碳化物情况怎么样。有没有可能存在合金元素偏析的情况？

明天会传图片给我，到时上传。

沧海一声笑 · 发表于 2013-5-28 21:40:36

如果是残奥引起的磨削裂纹，那么不会是50%而是全部会产生这个裂纹现象！

cnszgong · 发表于 2013-5-28 21:46:58

沧海一声笑发表于 2013-5-28 21:40
如果是残奥引起的磨削裂纹，那么不会是50%而是全部会产生这个裂纹现象！

最近我们有同一个图号的两个齿轮渗碳完成后磨削总是有几个齿的齿面有磨削裂纹。但从渗碳后的金相检验和磨削加工环节的检查情况看都没有发现问题。但裂纹肯定是磨削裂纹。个人猜测会不会是零件原材料合金元素分布不均匀造成的。

沧海一声笑 · 发表于 2013-5-28 21:51:24

cnszgong 发表于 2013-5-28 21:46
最近我们有同一个图号的两个齿轮渗碳完成后磨削总是有几个齿的齿面有磨削裂纹。但从渗碳后的金相检验和磨 ...

龚工：你就这样确认磨削木有问题？如果是几个齿，是不是局部的变形，引起的磨削量过大引起的裂纹现象！！~

5billion · 发表于 2013-5-28 21:52:56

这产品有多大？我需要一个有磨削裂纹的产品做标样，能否帮我联系一下？

cnszgong · 发表于 2013-5-28 21:56:06

沧海一声笑发表于 2013-5-28 21:51
龚工：你就这样确认磨削木有问题？如果是几个齿，是不是局部的变形，引起的磨削量过大引起的裂纹现象！！ ...

可以确认是磨削裂纹，但这个磨削裂纹是怎样产生的、不好说。而且是相同的两个齿轮都是如此状况。这俩个齿轮不是同一批次的材料。热处理也不是同一炉加工完成的。

aaron01 · 发表于 2013-5-28 23:17:02

深冷后是必须回火的，如果不回火，在深冷过程转变的马氏体就是淬火马氏体，残留了相变应力，这个应力就是磨削裂纹的罪魁祸首！
另外淬火马氏体脆性很大，在磨削受力时也极易开裂。

sbm197873 · 发表于 2013-5-29 07:50:46

5billion 发表于 2013-5-28 21:52
这产品有多大？我需要一个有磨削裂纹的产品做标样，能否帮我联系一下？

你把地址告诉我，我邮寄给你！

sbm197873 · 发表于 2013-5-29 07:56:23

aaron01 发表于 2013-5-28 23:17
深冷后是必须回火的，如果不回火，在深冷过程转变的马氏体就是淬火马氏体，残留了相变应力，这个应力就是磨 ...

现在很难验证外协厂深冷后是否回火，只能做下回火稳定性试验再说。更讨厌的是还有50%的不开裂件，我建议要去应力回火才能使用，但现已磨到精尺寸，一回也直接判废了。我建议他们不要使用，装机开裂那事情大了。

落水残阳 · 发表于 2013-5-29 08:30:31

残阳脑子里模糊的记得，对于深冷处理之后的回火，并不用普通淬火那样的回火。由于深冷处理是在零下70°C以下，即便是普通沸水，也提高了170°C，具有回火的效果。楼主可以用沸水回一下火。
50%的磨削开裂，一般来说是磨削工序出问题了。设备出岔子了，或者操作人员迷糊了。残阳去年经常碰到这样的事情，甚至比例再高的也有。但车间搞磨削的人喜欢说材料或热处理有问题，结果一查下来就是磨削问题。
外协单位的供货，只是残奥超标，并没有说马氏体或碳化物超标，相比较高回重淬，深冷处理比较省钱，采用这样的方法也是很容易理解的。热处理之后的产品，进厂检验合格了，磨削产生开裂，再回头说热处理有问题，有点说不过去呢。
总的来说
1）建议楼主让你那朋友彻查一下磨削的问题。不可偏听偏信的
2）看看热处理供应商那边深冷之后的回火记录
3）有条件做一下表面残余应力状况

吉祥如意 · 发表于 2013-5-29 09:04:48

落水残阳发表于 2013-5-29 08:30
残阳脑子里模糊的记得，对于深冷处理之后的回火，并不用普通淬火那样的回火。由于深冷处理是在零下70°C以 ...

残阳可能在渗碳淬火方面经验比较多。
请教一下：残留奥氏体超标会是独立出现吗？

落水残阳 · 发表于 2013-5-29 09:15:14

吉祥如意发表于 2013-5-29 09:04
残阳可能在渗碳淬火方面经验比较多。
请教一下：残留奥氏体超标会是独立出现吗？ ...

我没有渗碳淬火经验。
如意的意思是碳浓度太高或者淬火加热温度太高，或者是冷却太快？

吉祥如意 · 发表于 2013-5-29 09:20:04

落水残阳发表于 2013-5-29 09:15
我没有渗碳淬火经验。
如意的意思是碳浓度太高或者淬火加热温度太高，或者是冷却太快？ ...

残留奥氏体超标只能与碳浓度有关。
碳浓度过高，也就是说是过共析的钢。这样去考虑问题是否会更直接些。渗碳温度与油介质的因素可以不予以考虑。

5billion · 发表于 2013-5-29 14:29:40

sbm197873 发表于 2013-5-29 07:50
你把地址告诉我，我邮寄给你！

十分感谢，已将地址发送消息给您。我这有磁弹仪，苦于没有磨削裂纹的产品做对比，现在找个磨裂的件很难。

sbm197873 · 发表于 2013-5-29 14:41:44

本帖最后由 sbm197873 于 2013-5-29 14:46 编辑

5billion 发表于 2013-5-29 14:29
十分感谢，已将地址发送消息给您。我这有磁弹仪，苦于没有磨削裂纹的产品做对比，现在找个磨裂的件很难。 ...

好的，明天我去那边拿两件邮寄给你！还有磁弹仪啥玩意，介绍下！

5billion · 发表于 2013-5-29 15:46:52

sbm197873 发表于 2013-5-29 14:41
好的，明天我去那边拿两件邮寄给你！还有磁弹仪啥玩意，介绍下！

巴克豪森效应及其应用.pdf (354.59 KB, 下载次数: 32)

磨削烧伤检测仪.pdf (1.1 MB, 下载次数: 62)

一个是仪器分析的原理，一个是仪器厂家的宣传资料

taofans · 发表于 2013-5-29 16:13:48

sbm197873 发表于 2013-5-28 21:30
也搞不懂外协厂怎么采用这方法返工，高回再淬火应该是正道。

如果残奥确实减少，那么很可能重新淬火了

沧海一声笑 · 发表于 2013-5-29 18:16:48

sbm197873 发表于 2013-5-29 07:56
现在很难验证外协厂深冷后是否回火，只能做下回火稳定性试验再说。更讨厌的是还有50%的不开裂件，我建议 ...

残阳兄弟的用沸水处理的方式对于你已经磨好的产品可以一试，目的就是时效处理！

沧海一声笑 · 发表于 2013-5-29 18:18:49

aaron01 发表于 2013-5-28 23:17
深冷后是必须回火的，如果不回火，在深冷过程转变的马氏体就是淬火马氏体，残留了相变应力，这个应力就是磨 ...

对，深冷处理后必须结果低温回火处理！！。。严工：那么，如果提高回火温度来使残奥进一步的分解是不是也是一个处理方式？

跋涉者 · 发表于 2013-5-29 18:54:47

磨削裂纹产生一般是由于四种拉应力所为：
   1）磨削径向拉应力；
   2）磨削热产生的拉应力；
   3）渗碳硬化后残留奥氏体转变产生的组织应力；
   4）低温回火不充分时，未消除的淬火残留应力。
此四种应力叠加，减去产品表面的残留压应力；其应力值大于齿面断裂强度则出现磨削裂纹。
就是这样的几个条件，一般金相组织看完后就可以确定是何问题。
冷处理后任然还是有裂纹的话。应该是回火不充分所在吧。
个人拙见、、、、

sbm197873 · 发表于 2013-5-29 19:14:49

沧海一声笑发表于 2013-5-29 18:16
残阳兄弟的用沸水处理的方式对于你已经磨好的产品可以一试，目的就是时效处理！ ...

谢谢建议，我原先同事将金相照片传过来了，制样太差真不好意思拿出来，雾里看花感觉马氏体级别和残奥都高

明天有空去看实样。

吉祥如意 · 发表于 2013-5-29 20:44:31

请仔细观察，上述图片可能没有找到最严重的部位。尤其是距表面0.2毫米处。
残留奥氏体造成批量裂纹的报告是不准确的。

sbm197873 · 发表于 2013-5-29 21:20:55

吉祥如意发表于 2013-5-29 20:44
请仔细观察，上述图片可能没有找到最严重的部位。尤其是距表面0.2毫米处。
残留奥氏体造成批量裂纹的报告是 ...

照片的表面是磨加工成品表面，现在就是怀疑其开裂原因并未结论。另外又发张照片给我。

aaron01 · 发表于 2013-5-29 22:02:57

沧海一声笑发表于 2013-5-29 18:18
对，深冷处理后必须结果低温回火处理！！。。严工：那么，如果提高回火温度来使残奥进一步的分解是不是也 ...

提高温度回火也可以，前提是表面硬度符合要求。

aaron01 · 发表于 2013-5-29 22:07:27

sbm197873 发表于 2013-5-29 19:14
谢谢建议，我原先同事将金相照片传过来了，制样太差真不好意思拿出来，雾里看花感觉马氏体级别和残奥都高 ...

这个图显示的残奥并不高，小于15%。
深冷的效果还是非常好的。
另外这个样不平，才500X就没法对准焦距了，要么是托试样的钢板变弯了，要么是试样在零件的表面蹋角了！

吉祥如意 · 发表于 2013-5-30 09:19:33

sbm197873 发表于 2013-5-29 21:20
照片的表面是磨加工成品表面，现在就是怀疑其开裂原因并未结论。另外又发张照片给我。 ...

主观地说：
1. 裂纹是由表面向内部扩展发生；所以表面的图片必须是高质量的；
2. 已经进行了磨削加工，意味着分析问题的基本条件不存在了；
3. 请对照标准评定一下次表层的马氏体级别。

5billion · 发表于 2013-6-1 14:35:07

本帖最后由 5billion 于 2013-6-1 15:03 编辑

产品已收到，十分感谢，我们磨齿师傅看一眼就说0.3左右，是材料问题，不过我晚些会仔细看

sbm197873 · 发表于 2013-6-3 15:25:13

5billion 发表于 2013-6-1 14:35
产品已收到，十分感谢，我们磨齿师傅看一眼就说0.3左右，是材料问题，不过我晚些会仔细看 ...

昨日到现场看实样金相，表面二次淬火层次表层退火层，典型磨削烧伤层。

吉祥如意 · 发表于 2013-6-3 15:50:55

sbm197873 发表于 2013-6-3 15:25
昨日到现场看实样金相，表面二次淬火层次表层退火层，典型磨削烧伤层。 ...

既然是你的朋友，不妨多说几句：渗碳淬回火金相组织可不太理想，需要对渗碳工艺进行改进。

sbm197873 · 发表于 2013-6-3 16:07:35

吉祥如意发表于 2013-6-3 15:50
既然是你的朋友，不妨多说几句：渗碳淬回火金相组织可不太理想，需要对渗碳工艺进行改进。 ...

谢谢！工艺也有很大问题：1.20CRMO材料锻后未正火处理 2.外协多用炉渗碳降温直接淬火，至少得渗碳中冷，重新加热淬火。

所以因为 · 发表于 2013-6-3 16:14:18

落水残阳发表于 2013-5-29 08:30
残阳脑子里模糊的记得，对于深冷处理之后的回火，并不用普通淬火那样的回火。由于深冷处理是在零下70°C以 ...

对于深冷处理之后的回火，和普通淬火那样的回火是一样。

吉祥如意 · 发表于 2013-6-3 16:15:59

sbm197873 发表于 2013-6-3 16:07
谢谢！工艺也有很大问题：1.20CRMO材料锻后未正火处理 2.外协多用炉渗碳降温直接淬火，至少得渗碳中冷， ...

如果调整的好，此材质可渗碳降温后淬火处理。供参考。

所以因为 · 发表于 2013-6-3 16:16:34

aaron01 发表于 2013-5-29 22:02
提高温度回火也可以，前提是表面硬度符合要求。

如果不考虑表面硬度，提高回火温度至多少？

秦时明月 · 发表于 2013-6-3 16:25:54

落水残阳发表于 2013-5-29 08:30
残阳脑子里模糊的记得，对于深冷处理之后的回火，并不用普通淬火那样的回火。由于深冷处理是在零下70°C以 ...

不同的看法，深冷处理后，并不是直接从冷箱拿出就回火，而是让其升温至室温再回火。

aaron01 · 发表于 2013-6-3 16:44:54

所以因为发表于 2013-6-3 16:16
如果不考虑表面硬度，提高回火温度至多少？

一般就是250C最高了，再高就要350C以上了，我有个件是渗碳后350C回火的，完全没有残奥了。

沧海一声笑 · 发表于 2013-6-3 18:01:26

所以因为发表于 2013-6-3 16:16
如果不考虑表面硬度，提高回火温度至多少？

渗碳淬火件肯定是要考虑表面硬度的，我们最高用过235度，回火后的硬度在58---59HRC之间，材料为22CrMoH.不然还是重新加热二次淬火可以降低残奥数量！

5billion · 发表于 2013-6-7 17:05:01

正常区噪声=40~60，硬度=58~60HRC，表面正常，酸洗后颜色深灰
裂纹区噪声=102~245，硬度=48~54HRC，可见裂纹，酸洗后颜色变灰黑
有局部噪声=340，硬度=52~54HRC，表面正常，酸洗后有较多裂纹
酸蚀试验照片如下

sbm197873 · 发表于 2013-6-7 18:02:05

5billion 发表于 2013-6-7 17:05
正常区噪声=40~60，硬度=58~60HRC，表面正常，酸洗后颜色深灰
裂纹区噪声=102~245，硬度=48~54HRC，可见裂 ...

我已建议每班建立冷酸洗检测制度。你们的磁弹仪倒挺准的吗，多少大洋？

天际星缘 · 发表于 2013-6-7 18:12:52

我们做很多渗碳淬火的工件，但未出现过磨削裂纹，就是GCr15材料的容易出现磨削裂纹，一般都是磨工操作不当造成。

沧海一声笑 · 发表于 2013-6-7 20:07:36

5billion 发表于 2013-6-7 17:05
正常区噪声=40~60，硬度=58~60HRC，表面正常，酸洗后颜色深灰
裂纹区噪声=102~245，硬度=48~54HRC，可见裂 ...

你的这个平面的裂纹是渗碳淬火问题还是磨削工艺问题呢？

5billion · 发表于 2013-6-9 11:54:35

sbm197873 发表于 2013-6-7 18:02
我已建议每班建立冷酸洗检测制度。你们的磁弹仪倒挺准的吗，多少大洋？ ...

好像几十万，芬兰应力技术公司的，应用难点在于确定界限值，上海大众的朱正德对这个仪器有较多研究，他的思路很先进

5billion · 发表于 2013-6-9 12:01:50

沧海一声笑发表于 2013-6-7 20:07
你的这个平面的裂纹是渗碳淬火问题还是磨削工艺问题呢？

不好判断，我觉得是零件变形，局部磨削过渡造成的，回火温度提高或时间延长一些可能会减小变形（翘曲）

5billion · 发表于 2013-6-9 12:08:58

落水残阳发表于 2013-5-29 08:30
残阳脑子里模糊的记得，对于深冷处理之后的回火，并不用普通淬火那样的回火。由于深冷处理是在零下70°C以 ...

残阳哥哥，我有磁弹仪，是测表面残余应力的，已测完，mp值就是噪声值，在我的另一个回复里

吉祥如意 · 发表于 2013-6-9 12:11:27

5billion 发表于 2013-6-7 17:05
正常区噪声=40~60，硬度=58~60HRC，表面正常，酸洗后颜色深灰
裂纹区噪声=102~245，硬度=48~54HRC，可见裂 ...

从图片上看：是典型的磨削裂纹。

落水残阳 · 发表于 2013-6-9 12:36:21

5billion 发表于 2013-6-9 12:08
残阳哥哥，我有磁弹仪，是测表面残余应力的，已测完，mp值就是噪声值，在我的另一个回复里 ...

这个磁弹仪，是怎么测应力的？与盲孔法比较起来怎么样？没见你给出残余应力的值啊。

5billion · 发表于 2013-6-9 18:57:41

落水残阳发表于 2013-6-9 12:36
这个磁弹仪，是怎么测应力的？与盲孔法比较起来怎么样？没见你给出残余应力的值啊。 ...

磁弹法是一种比较法，mp值和残余应力值有关，见附件

使用磁巴克豪森噪声法检测钢制零件磨削后的热损伤.pdf (225.23 KB, 下载次数: 9)

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渗碳件磨削裂纹

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