变速箱零件断裂

microsoft · 发表于 2013-12-28 10:34:30

本帖最后由 microsoft 于 2013-12-28 11:09 编辑

有这么一个汽车变速箱壁厚3mm小零件，采用20CrMnTi材料，多用炉渗碳处理后前室冷却后，再升温淬火。
渗碳采用一段式880度，1.0的碳势；淬火温度828度，碳势0.93，好富顿G油。详见下图

microsoft · 发表于 2013-12-28 10:42:39

本帖最后由 microsoft 于 2013-12-28 10:44 编辑

结果在变速箱台架试验时发现，这个小零件在凹槽处断裂。
断口试样还给客户了，找不到。

这个零件在整机上的安装位置见下面的图片，外面套一个滚针轴承，滚针轴承外面套一个齿轮
法兰端顶住轴承。

骑驴者何人 · 发表于 2013-12-28 10:44:47

渗层深度大概在0.8左右？
不清楚是不是处理前就有微裂纹还是组织不好

骑驴者何人 · 发表于 2013-12-28 10:45:25

支持一下等待专家来解惑答疑{:soso_e113:}

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 10:52:30

第一感觉是热处理的问题。

microsoft · 发表于 2013-12-28 11:05:25

本帖最后由 microsoft 于 2013-12-28 11:07 编辑

microsoft 发表于 2013-12-28 10:42
结果在变速箱台架试验时发现，这个小零件在凹槽处断裂。
断口试样还给客户了，找不到。

这个壁厚3mm小零件的技术要求是：有效硬化层0.7-1.2mm，表面硬度58-62HRC，心部硬度30-45HRC，其它要求按照JB/T8881渗碳轴承技术要求执行。
实际检测结果如下，渗层深度0.61mm，因为被磨去了一部分，认为还是能达到0.7的；表面硬度不合格，心部合格：
无标题.jpg

金相组织：
表面可判3级合格，心部有大量的未溶铁素体，三张图片是表面、过渡区、心部

现在向请教各位，能不能凭硬度不合格，及心部出现大量铁素体，来判断这个小零件是热处理不合格造成的？

microsoft · 发表于 2013-12-28 11:13:44

microsoft 发表于 2013-12-28 11:05
这个壁厚3mm小零件的技术要求是：有效硬化层0.7-1.2mm，表面硬度58-62HRC，心部硬度30-45HRC，其它要求按 ...

其中有一件的心部组织未溶铁素体更多
衬套1#件芯部组织-500X.jpg

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 11:17:36

microsoft 发表于 2013-12-28 11:05
这个壁厚3mm小零件的技术要求是：有效硬化层0.7-1.2mm，表面硬度58-62HRC，心部硬度30-45HRC，其它要求按 ...

请告诉一下：切槽处的壁厚是多少？槽是热前切好的吗？

qingchuan65 · 发表于 2013-12-28 11:27:36

microsoft 发表于 2013-12-28 11:05
这个壁厚3mm小零件的技术要求是：有效硬化层0.7-1.2mm，表面硬度58-62HRC，心部硬度30-45HRC，其它要求按 ...

根据JB/T 8881标准，对心部组织没有要求，所以不能以心部铁素体的多少来评判合格与否，建议打一下表面洛氏硬度，如果凭20丝深度处的显微硬度来作为表面硬度，似有不妥。

sbm197873 · 发表于 2013-12-28 11:28:16

壁厚3mm有效硬化层0.7-1.2mm，如是热前的退刀槽（退刀槽处厚度应更薄），看看退刀槽处是否渗穿。

qingchuan65 · 发表于 2013-12-28 12:03:13

sbm197873 发表于 2013-12-28 11:28
壁厚3mm有效硬化层0.7-1.2mm，如是热前的退刀槽（退刀槽处厚度应更薄），看看退刀槽处是否渗穿。 ...

有道理！既使没渗穿，脆性也很大。

所以因为 · 发表于 2013-12-28 12:37:43

sbm197873 发表于 2013-12-28 11:28
壁厚3mm有效硬化层0.7-1.2mm，如是热前的退刀槽（退刀槽处厚度应更薄），看看退刀槽处是否渗穿。 ...

是啊，应该知道退刀槽处厚度是多少？

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 13:00:00

microsoft 发表于 2013-12-28 11:13
其中有一件的心部组织未溶铁素体更多

为何认为是未溶铁素体？

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:17:12

sbm197873 发表于 2013-12-28 11:28
壁厚3mm有效硬化层0.7-1.2mm，如是热前的退刀槽（退刀槽处厚度应更薄），看看退刀槽处是否渗穿。 ...

不至于渗穿，凹槽不是很深

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:23:26

qingchuan65 发表于 2013-12-28 11:27
根据JB/T 8881标准，对心部组织没有要求，所以不能以心部铁素体的多少来评判合格与否，建议打一下表面洛 ...

我看有要求啊。

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:25:24

吉祥如意发表于 2013-12-28 11:17
请告诉一下：切槽处的壁厚是多少？槽是热前切好的吗？

回复娃娃，凹槽是热前切好的。我认为是未溶铁素体，不知娃娃有什么看法

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:36:12

qingchuan65 发表于 2013-12-28 11:27
根据JB/T 8881标准，对心部组织没有要求，所以不能以心部铁素体的多少来评判合格与否，建议打一下表面洛 ...

20丝的地方作为表面硬度确实不妥，后来打在0.1处，硬度还是不到680HV1

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 13:36:29

microsoft 发表于 2013-12-28 13:25
回复娃娃，凹槽是热前切好的。我认为是未溶铁素体，不知娃娃有什么看法 ...

880度几个小时的渗碳加热，会发生未溶铁素体吗？

cnszgong · 发表于 2013-12-28 13:41:04

即使是“未溶铁素体”，那么保温时间不足的依据也不存在。

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:52:05

吉祥如意发表于 2013-12-28 13:00
为何认为是未溶铁素体？

另外，我想问问，他们这个加了氨气的一段式渗碳，正确的说是碳氮共渗吧？
图片的材料名称写错了，是20CRMNTI

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:53:28

吉祥如意发表于 2013-12-28 13:36
880度几个小时的渗碳加热，会发生未溶铁素体吗？

是炉冷以后再加热淬火的

microsoft · 发表于 2013-12-28 13:54:19

cnszgong 发表于 2013-12-28 13:41
即使是“未溶铁素体”，那么保温时间不足的依据也不存在。

依照龚工的看法，这个铁素体不是未溶的？

cnszgong · 发表于 2013-12-28 13:57:58

microsoft 发表于 2013-12-28 13:54
依照龚工的看法，这个铁素体不是未溶的？

铁素体有点像带状分布的，原材料是否存在带状组织？

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 14:06:58

明白了。
淬火温度低了，相当于亚温淬火。所以会有大量的未溶铁素体存在。
断裂应该与心部强度有关系。

microsoft · 发表于 2013-12-28 14:07:28

cnszgong 发表于 2013-12-28 13:57
铁素体有点像带状分布的，原材料是否存在带状组织？

这个东西查不了了，我们的供应商也不太配合，呵呵

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 14:07:49

cnszgong 发表于 2013-12-28 13:57
铁素体有点像带状分布的，原材料是否存在带状组织？

看来是热处理的问题。温度好像有问题。

cnszgong · 发表于 2013-12-28 14:11:58

吉祥如意发表于 2013-12-28 14:07
看来是热处理的问题。温度好像有问题。

不明白为什么要渗碳后缓冷再二次加热淬火。
我觉得这样的零件可以用42CrMo调质后加气体氮化来做。

microsoft · 发表于 2013-12-28 14:12:54

吉祥如意发表于 2013-12-28 14:06
明白了。
淬火温度低了，相当于亚温淬火。所以会有大量的未溶铁素体存在。
断裂应该与心部强度有关系。 ...

我的意见跟娃娃一样，我们的技术部给出的心部硬度不合理，或者说这个产品设计存在问题，3mm的壁厚，要求心部硬度45以下，热处理很难做到，结果是为了降低心部硬度，降低了淬火温度，导致组织不合格

microsoft · 发表于 2013-12-28 14:15:28

cnszgong 发表于 2013-12-28 14:11
不明白为什么要渗碳后缓冷再二次加热淬火。
我觉得这样的零件可以用42CrMo调质后加气体氮化来做。
...

龚工的意见很有参考性，我去跟设计部门提提意见

microsoft · 发表于 2013-12-28 14:16:25

cnszgong 发表于 2013-12-28 14:11
不明白为什么要渗碳后缓冷再二次加热淬火。
我觉得这样的零件可以用42CrMo调质后加气体氮化来做。
...

二次淬火是为了降低心部硬度

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 15:02:51

microsoft 发表于 2013-12-28 14:16
二次淬火是为了降低心部硬度

除了老龚的看法可参考外。
此钢心部硬度最高也就是45HRC。可适当放宽至46。变形不会出现问题。
现断裂的主要原因个人认为是：强度不足所致。
可以采用渗碳降温淬回火工艺。

microsoft · 发表于 2013-12-28 15:20:16

对，娃娃的意见很好

追求卓越 · 发表于 2013-12-28 15:30:21

microsoft 发表于 2013-12-28 14:12
我的意见跟娃娃一样，我们的技术部给出的心部硬度不合理，或者说这个产品设计存在问题，3mm的壁厚，要求 ...

是的，铁素体存在的原因是加热时未必达到830度，虽然文件有规定，为保证心部硬度，很有可能降低了加热温度。

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 15:33:25

追求卓越发表于 2013-12-28 15:30
是的，铁素体存在的原因是加热时未必达到830度，虽然文件有规定，为保证心部硬度，很有可能降低了加热温 ...

卓越说的好。
这种钢的奥氏体化温度应该是大于840度，方能保证铁素体的充分溶入奥氏体中。

fengfeng · 发表于 2013-12-28 15:40:54

连断裂机制：塑性or脆性都不清楚，端口形貌都不了解。。。。。
这不是扯淡么？得罪了。。。。。

microsoft · 发表于 2013-12-28 16:45:05

fengfeng 发表于 2013-12-28 15:40
连断裂机制：塑性or脆性都不清楚，端口形貌都不了解。。。。。
这不是扯淡么？得罪了。。。。。 ...

不得罪，论坛是个讨论的地方，欢迎提出意见

吉祥如意 · 发表于 2013-12-28 19:26:37

欢迎fengfeng老师能提出不同意见。{:soso__3110130392203091378_3:}

fengfeng · 发表于 2013-12-28 19:49:37

吉祥如意发表于 2013-12-28 19:26
欢迎fengfeng老师能提出不同意见。

老师可8能乱叫呀，俺就一个检验员而已。。。。。
假设可有千百条，真相只有一个。。。。。这么天马行空的讨论，咱是有感而发。。。。。得罪了。。。。。

microsoft · 发表于 2013-12-28 20:19:58

fengfeng 发表于 2013-12-28 19:49
老师可8能乱叫呀，俺就一个检验员而已。。。。。
假设可有千百条，真相只有一个。。。。。这么天马行空的 ...

确实有点天马行空，断裂件的试样找不到了，也只能这么分析了。

tlx · 发表于 2013-12-29 09:26:59

应力集中、锻造流线、硬度、夹杂。。。

菜花村咕咚 · 发表于 2013-12-29 09:41:19

microsoft 发表于 2013-12-28 14:16
二次淬火是为了降低心部硬度

2次淬火是降低心部硬度？？？？？？？
渗碳完缓冷后在淬火加低温回火是为了得到硬化层。另外提高心部硬度

菜花村咕咚 · 发表于 2013-12-29 09:43:59

本帖最后由菜花村咕咚于 2013-12-29 09:55 编辑

菜花村咕咚发表于 2013-12-29 09:41
2次淬火是降低心部硬度？？？？？？？
渗碳完缓冷后在淬火加低温回火是为了得到硬化层。另外提高心部硬度 ...

这个淬火是用的什么加热方式，我个人看法是加热温度不够高，保温时间也不够。渗碳淬火主要是保证渗层淬火温度就可以，心部材质淬火理论要求温度更高，但不是要点。
主要问题还是集中在心部，如果是正常组织就是板条马氏体，因为工件比较小，所以很容易淬透，然后硬度降不下来。
可以在保证淬火没有问题的前提下，提高一点回火温度来降低心部硬度。这样做不知道表面硬度能达标吗

sbm197873 · 发表于 2013-12-29 12:05:02

microsoft 发表于 2013-12-28 13:52
另外，我想问问，他们这个加了氨气的一段式渗碳，正确的说是碳氮共渗吧？
图片的材料名称写错了，是20CR ...

呵呵，我老东家的产品啊！难怪眼熟

村长 · 发表于 2013-12-29 12:54:04

你已经使用丰东的炉子了呀！
I处放大没有看到细节。

microsoft · 发表于 2013-12-29 13:23:03

村长发表于 2013-12-29 12:54
你已经使用丰东的炉子了呀！
I处放大没有看到细节。

不是我们的炉子是我们供应商的炉子

microsoft · 发表于 2013-12-29 13:24:14

sbm197873 发表于 2013-12-29 12:05
呵呵，我老东家的产品啊！难怪眼熟

你老东家还是不错的，气死日本人

microsoft · 发表于 2013-12-29 13:26:33

菜花村咕咚发表于 2013-12-29 09:43
这个淬火是用的什么加热方式，我个人看法是加热温度不够高，保温时间也不够。渗碳淬火主要是保证渗层淬火 ...

回火温度230度才能降低心部硬度到合格范围，但表面硬度不行了

菜花村咕咚 · 发表于 2013-12-29 14:00:07

microsoft 发表于 2013-12-29 13:26
回火温度230度才能降低心部硬度到合格范围，但表面硬度不行了

加热上不够，单纯淬火20CR那个材料需要870温度，外面渗碳淬火也就是840.

qingchuan65 · 发表于 2013-12-30 09:55:04

microsoft 发表于 2013-12-28 13:23
我看有要求啊。

请问楼主有JB/T 8881-2011版的标准吗？我手上只有01版的图谱，没有文字说明。

小朱 · 发表于 2013-12-30 13:46:25

吉祥如意发表于 2013-12-28 13:36
880度几个小时的渗碳加热，会发生未溶铁素体吗？

娃娃，他又冷却了再升温淬火的，不是直接淬火，采用了二次淬火

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变速箱零件断裂

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