浸炭および焼入れにおける一般的な欠陥の収集と予防策

公開時間： 07 / 21 2021 著者：サイト編集者訪問：14772

浸炭と焼入れは、実際には複合プロセス、つまり浸炭+焼入れです。同じ装置で完了するXNUMXつのプロセスが生産で最も一般的に遭遇するため、私たちはXNUMXつについて一緒に話すことによく使用されます（ただし、浸炭空冷、浸炭徐冷、再加熱および急冷プロセス、および二次プロセスもあります）焼入れ。プロセス）次に、製造で遭遇する望ましくない現象のいくつかは浸炭の問題であり、いくつかは浸炭の問題であり、いくつかは浸炭と焼入れの複合効果の結果です。

私たちは、すべての熱処理プロセスが、加熱、保温、冷却というXNUMXつの主要な問題から切り離せないことを知っています。詳細には、加熱温度、加熱速度、保持時間、冷却速度、そしてもちろん、雰囲気の問題が含まれます。そのため、問題が発生した場合は、これらの側面から原因を習慣的に分析します。

浸炭および焼入れでは、製品の表面外観、表面硬度、コア硬度、浸炭層の深さ、（有効硬化層の深さ、完全硬化層の深さ）金属組織構造、および変形の指標をテストすることがよくあります。これらの指標についての私の見解をそれぞれ共有しましょう。

1.外観の問題
1.酸化物スケール：これは主に、機器の漏れ、不純なキャリアガス、または水分含有量が原因です。設備や原材料から理由を見つける必要があります。

2.もうXNUMXつの最も厄介な問題は、汚れの問題です。これは、現代の熱処理にとって新しく困難な要件でもあります。その理由は複雑で非常に深いものです。

二。不適格な硬度
1.高硬度（説明なし）

2.低硬度：XNUMXつの状況があります。XNUMXつは不適格な浸炭です。浸炭層が浅すぎて図面の要件を満たせない（浸炭層が浸透していない）か、選択した検出スケールが既存の浸炭層の許容範囲を超えているため、浸炭層が破壊されている可能性があります。

解決策：浸透を補充し、検査定規に従います。 JBT 6050-2006「鋼部品の熱処理硬度検査の一般原則」浸炭層の深さは、実際には温度、時間、および炭素ポテンシャルの関数です。以上のことから、加熱温度を上げ、保持時間を長くし、浸炭の可能性を高める方法を考えることができます。（もちろん、各パラメータの調整は、あなた自身の機器や製品の要件と完全に組み合わせる必要があります）それはまた、表面に非馬組織が存在するためかもしれません。別の状況は、硬度が低い場合、つまり浸炭は適格であるが焼入れは不適格である場合に発生します。一般的に言えば、それは消光されません。ことわざにあるように、この状況は最も複雑です。熱処理は、XNUMX分のXNUMXの加熱と、XNUMX分のXNUMXの冷却に依存しています。また、熱処理プロセスで冷却プロセスが占める位置も反映されます。

以下は私が設計した比較テストです。冷却が硬度に及ぼす影響について話し合うことができます。

材料は異なるが仕様と寸法が同じで、サイズがΦ3mmX20mmのテストバーを100グループ用意します。（No.20鋼テストバーNo.1、20CrテストバーNo.2、20CrMnTiテストバーNo.3と呼びます）テストバーは、同じプロセスを使用して同じ熱で浸炭されます。 0.6本のテストバーの浸炭層の深さが0.7〜XNUMXmmであると仮定します（ps：仮定は理想的な状態でのみ確立されます）。

次の条件を考慮してください。

a。同じ条件下で焼入れを終了します

NS。焼入れ媒体は、スローオイル、ファストオイル、清水、塩水です。

c。攪拌せず、激しく攪拌および急冷しない同じ媒体中で、XNUMX本の試験棒をそれぞれXNUMXつのグループに分けて試験します。

浸炭が完了した後、Aグループは800度で急冷され、Bグループは860度で急冷されます。硬度の高いものから低いものへの順序は何ですか？硬化層（550HV1.0を限界として）を深いものから浅いものに注文するにはどうすればよいですか？同じ材料のXNUMXつのテストバーを取り、比較してテストします。どちらのグループがより高い焼入れ硬度と有効な硬化層の深さを得ることができますか？

上記の試験結果から、浸炭層の深さは有効硬化層の深さと等しくなく、実際の硬化層の深さは材料の焼入れ性、焼入れ温度、および冷却の影響を受けると結論付けることができますか？割合。冷却媒体の冷却特性と消光強度も消光効果に影響を与えます。上記は人々の見解です。不完全な点がある場合は、追加できます。もちろん、パーツのサイズ効果も硬化効果に影響します。

経験豊富な検査官は、他の試験方法を整理して組み合わせることで、低硬度の本当の原因を特定し、それを解決する本当の原因を見つけることができると思います。職人として、従来の金属原料の特性に精通していれば、自社の設備や媒体の冷却性能が一定の認識に達しており、浸炭・焼入れ工程の策定に大いに役立っています。

3.不均一な硬度：均一な炉温（浸炭の均一性に影響を与える）、装置構造、大気循環、炉の負荷（浸炭層の均一性に影響を与えると同時に、急冷の均一性に影響を与える）

4.コア硬度は不適格です。高すぎる：焼入れ温度が高すぎる、材料の焼入れ性が良すぎる、炭素と合金の組成の上限、および中程度の冷却速度が速すぎる。コアの硬度は低く、正反対です。

共有例：20＃鋼1.5mm製品、要件：浸透層0.2-0.4mmコアHV250、同じ業界の一部の友人は、要件が不合理であると考えています（20＃鋼スラブマルテンサイトの最高硬度はHV450- 470）この問題を解決するには、最初にこの材料の特性を理解する必要があります。硬化性と硬化性を含みます。

次に、消光効果に影響を与える上記の要因を組み合わせて、加熱および冷却する方法を見つけます。この場合、材料は固定されています。焼入れ温度と冷却速度から方法を見つけることができます。このメーカーはたまたまオーバースピードオイルを使用しています。焼入れ強度を下げることが要件を満たさない場合は、焼入れ温度を下げることもできます。方法。

それでも同じ文で、860〜760度（温度が一定のレベルに下がると、コア内の過冷却オーステナイトから一定量のフェライトが析出し、この時点で硬度が低下します。、より多くの温度が下がるほど、析出するフェライトの量が多くなり、硬度が低下します。

ここに注意があります：機器の既存の条件を完全に組み合わせて、浅い透磁率の特別な好ましい指標について大騒ぎする必要があります。

3.浸炭層または有効浸炭層はより深く浅い

前述のように、浸透層の深さは、温度、時間、および炭素濃度の包括的な関数です。この問題を解決するには、加熱温度、加熱速度、保持時間、冷却速度、および炭素層の炭素濃度勾配の制御から始める必要があります。温度が高いほど、時間が長くなり、炭素ポテンシャルが高くなるほど、浸透層が深くなり、逆もまた同様です。

しかし実際には、それはそれほど単純なことではありません。浸炭プロセスを設計するには、装置、炉の容量、オイルの特性、金属組織、材料の焼入れ性、浸炭層の炭素濃度勾配、および冷却速度も考慮する必要があります。そして他の多くの要因。これは、以前の低硬度の状況を参照して分析することができ、詳細には説明しません。

第四に、金属組織

過剰なマルテンサイト：原料の結晶粒が粗い、または正規化されておらず、浸炭温度が高すぎる。解決策：正規化または複数の正規化（正規化温度は浸炭温度より20〜30度高くすることをお勧めします）可能であれば、浸炭と徐冷を検討してから、再加熱と急冷を検討してください

過度のパラリンピック：焼入れ温度が高すぎる、オーステナイトの炭素含有量が高すぎる（炭素ポテンシャルが高すぎる）。解決策：完全な拡散と条件が許せば、急冷温度、高温焼戻しと再加熱と急冷、または極低温処理を減らすことができます。

炭化物が多すぎる：オーステナイトの炭素含有量が高すぎる（炭素ポテンシャルが高すぎる）、冷却プロセスが遅すぎる、炭化物の析出

解決策：完全に拡散し、冷却速度を制御し、浸炭と焼入れの温度差をできるだけ減らし、低温または亜温度の焼入れをできるだけ少なくします。このプロセスを使用する必要がある場合は、炉の負荷を制御する必要があります。想像してみてください。同じ装置が920°Cで浸炭され、820°Cで急冷されます。炉容量は1000kgと600kgで、冷却速度は同じですか？どちらが長くかかりますか？どのカーバイドグレードが高いですか？

ファイブ。非馬および内部酸化

内部酸化：鋼中のクロム、マンガン、モリブデンなどの合金元素と大気中の酸化性雰囲気（主に酸素、水、二酸化炭素）との反応で、マトリックス内の合金元素が枯渇し、減少します。材料の硬化性に。黒いネットワーク構造は顕微鏡で見ることができ、その本質はマトリックス中の合金元素の枯渇と焼入れ性の低下によって得られるトルオスタイト構造です。

解決策は、媒体の冷却速度を上げ、急冷強度を高め、炉内の酸化性雰囲気を減らす方法を見つけることです（浸炭原料と補助材料の純度を確保し、バランスの取れた空気の量を最小限に抑え、バランスの取れた空気を制御します空気中の水分を含み、機器が漏れないようにします。十分な排気）従来の機器は排除が困難です。低圧真空浸炭装置は完全に排除できると言われています。さらに、強力なショットピーニングは内部の酸化レベルを下げることもできます。

私は何人かの専門家の意見を読みました、そして何人かは浸炭窒化プロセスにおける過剰なアンモニアも深刻な非馬力を引き起こす可能性があると信じています。私は個人的にこれについて異なる意見を持っています：多分それはアンモニア中の過剰な水分含有量によって引き起こされますか？私は多くの浸炭窒化プロセスにさらされてきたので、製品を検査したときに明らかな非馬組織は見つかりませんでした。（しかし、私はこの見方が間違っているとは思いません）いくつかの外国の機械産業、特に歯車産業は内部酸化を非常に重要視しています。国内では、一般的に、深さは適格として0.02mm以下である必要があります。

非マルテンサイト：非マルテンサイト構造は、フェライト、ベイナイト、そしてもちろん内部酸化型トルースタイトなど、浸炭または焼入れ後の焼入れの問題により、浸炭層の表面に現れます。生成メカニズムは内部酸化に似ており、解決策も似ています。

六。変形の問題

これはシステムの問題であり、熱処理を行うスタッフにとっても最も厄介な問題です。それは、原材料プロセスの冷却媒体のいくつかの側面から保証されています。上記の内容は個人的な体験に過ぎません。矛盾がある場合は、私を訂正してください、ありがとうございます。

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