20CrMo无罪，硬度梯度在0.1的地方能达到多少HV?

真理发源地

20CrMo小件，渗碳淬火，模数0.5，层深0.4-0.6mm，花键外径21.5mm，花键部位曲率半径较小；
要求：1.心部无铁素体；
      2.残余奥氏体小于15%；
      3.有效硬化层硬度梯度在0.1-0.2的地方达到740-850HV；
      4.心部硬度380-480HV。
    本人通过数次实验，现已将渗碳扩散段去掉，900℃强渗后直接830℃淬火，有效硬化层硬度梯度在0.1的地方仍然达不到740HV，请高人指点：如何通过渗淬的工艺达到技术要求？

wya-8

20CrMo4, DIN 17218  
   Chemical composition (%)
   C: 0.17-0.24
   Si: 0.17-0.37
   Mn: 0.4-0.7
   Cr: 0.80--1.10
   Ni: less than  0.30
   Cu: less than  0.30
   Mo: 0.15-0.25

以上供参考

孤鸿踏雪

    你现在的工艺是否测过其硬化层硬度梯度？测试结果可否晾晒一下？

真理发源地

孤鸿踏雪 发表于 2012-7-8 09:50
你现在的工艺是否测过其硬化层硬度梯度？测试结果可否晾晒一下？

结果要等到明天了，周末休息两天，周一去检测一下就知道了~
其实我想通过纯粹调整渗淬工艺的手段来达到效果，可工件花键部位曲率半径实在太小，碳化物极易聚集，再者，像20CrMo这种低合金钢要达到740HV以上，像是在走蜀道。

孤鸿踏雪

真理发源地 发表于 2012-7-8 18:11
结果要等到明天了，周末休息两天，周一去检测一下就知道了~
其实我想通过纯粹调整渗淬工艺的手段来达到效 ...

   蜀道难，也得有人走啊

孤鸿踏雪

wya-8 发表于 2012-7-8 19:20
20CrMo4, DIN 17218  
   Chemical composition (%)
   C: 0.17-0.24

   这个硬度曲线是什么状态？如果是渗碳淬火+低回，那0.1、0.2等处硬度并不高啊

    这难道是表面碳浓度所对应的淬火硬度曲线吗？

wya-8

孤鸿踏雪 发表于 2012-7-8 19:28
这个硬度曲线是什么状态？如果是渗碳淬火+低回，那0.1、0.2等处硬度并不高啊

    这难道是表面碳 ...

    图的横坐标 Randkohlenstoffgehalt in %  边缘碳含量（％）
      
                                            930 ℃ 油

刘雨

是做固体渗碳吗？可以尝试提搞点温度。

wya-8

1.德国材料 20CrMo4 和 中国材料 20CrMo 化学成分相同

2.从上图可知 离表面0.1-0.2处碳浓度控制在0.7-0.8%C  930 ℃ 油冷 硬度：≈HV₁ 860。

真理发源地

wya-8 发表于 2012-7-8 13:45
1.德国材料 20CrMo4 和 中国材料 20CrMo 化学成分相同

2.从上图可知 离表面0.1-0.2处碳浓度控制在0.7-0. ...

这应该是真空渗淬的数据或者是理论数据吧？
多用炉渗淬达不到这个结果的，
再者工艺要求渗碳层深0.4-0.6mm，930渗碳，温度有点过高。

wya-8

真理发源地 发表于 2012-7-8 21:56
这应该是真空渗淬的数据或者是理论数据吧？
多用炉渗淬达不到这个结果的，
再者工艺要求渗碳层深0.4- ...

这是 Ipsen 的资料（1974) ， 是从热处理厂给我的资料。
图下面是指 930℃直接淬火。

此图只说明 20CrMo4 表面含碳量 930℃直接淬火表面硬度的关系。

  此图应理解为 离表面0.1-0.2处 含碳量 控制在0.7-0.8%C,即使930℃直接淬火，达到最高硬度（曲线拐点处）。高于0.8%C或低于0.7%C硬度会稍降低。没有渗碳工艺数据呀。

以上供参考

真理发源地

目前试做基本上达不到上述要求，
一、存在问题：有效硬化层硬度梯度在0.1mm的地方低于0.2mm的地方，且达不到740-850HV。
二、原因分析：
1.表面碳浓度低；
2.表面存在非马组织。
三、解决方案：
1.提高表面碳浓度；减少或直接省略渗碳扩散部分的时间，提高工艺碳势，将最终表面组织碳化物级别控制在2-3级。
2.控制表面非马；
A.将淬火搅拌速度调至高速；
B.采用更为合理的装炉方式和装炉量；
C.将淬火油温控制在60-90℃，且淬火油容量充足；
D.调大中门气缸压力；
E.出炉调大甲醇流量，防止炉口空气微量倒吸；
3.检测淬火后表面硬度，调整回火温度。
四、主要工艺参数：
900℃/1.1C%/80min渗碳+830℃/0.9C%/30min直接淬火+170℃/3h回火
渗碳剂：C3H8；CH3OH
五、检测结果：
金相组织：M+AR 1级；K 2-3级； 心部：低碳M
心部硬度：46HRC
硬度梯度在0.1mm处值为706HV；0.2mm处值为718HV
DC：0.57mm
六、Remark：
1.生产设备：丰东UBE-1000多用炉2-1-1生产线；
2.冷却介质：南京柯润KR228快速光亮淬火油。
     除一次性投资定性硬件设施外，如何达到工艺要求，请各位高手不吝赐教，谢谢！

amn727

模数如此小的浅层深产品我一直在进行生产与实验，知道国内有厂家用多用炉可以做出来，但人家技术保密谢绝参观。
根据本人的多次实践看，目前在多用炉用常规的工艺基本上无法满足上述要求。但是，真空炉渗碳在表面硬度及硬度梯度方面肯定可以做的很好。但金相组织还稍差。
推荐一个工艺供参考：层深0.4-0.6(513hv),用意大利吉艾斐多用炉，温度910，碳势1.1，强渗1.5小时降温，不扩散。840保温40分钟淬火。回火170两小时190两小时。这是意大利专家讲课推荐的工艺。

申兴一

真理发源地 发表于 2012-7-9 12:23
目前试做基本上达不到上述要求，
一、存在问题：有效硬化层硬度梯度在0.1mm的地方低于0.2mm的地方，且达不 ...

建议使用分级淬火油，提高搅拌。
可能有残余奥氏体，最好进行深冷处理。

aaron01

这个是浅层渗碳，910C左右渗碳80-90分钟，零件表面碳浓度都没有达到与气氛平衡，当然不需要扩散，为什么不把碳势设定值再提高点？
要知道零件表面碳浓度和气氛碳势是两码事，我们追求的是哪个，当然是零件表面的碳浓度！你手头有模拟软件的话，模拟一下就知道实际情况了，或者把热处理后零件用光谱测下表面碳浓度，就知道问题所在了。

wahg

你介绍的内容太少。你最好能把图纸的原文发上来，有时对原文不能理解透彻，也会误导我们的工程师。提以下几点供参考和讨论：
1、硬度梯度一般不在距表面0.1处测量，图纸上若有此要求，说明对方已经在此问题上很重视了，以前是否遇到过问题？
2、浅层渗碳不易满足要求，查一下实物零件表面是否有氮？是否是碳氮共渗？
3、原文规定一定要气体渗碳，不会是液体渗碳？或是其它表面热处理？

tom

当从碳势、淬火温度、油品找原因。

孤鸿踏雪

真理发源地 发表于 2012-7-9 12:23
目前试做基本上达不到上述要求，
一、存在问题：有效硬化层硬度梯度在0.1mm的地方低于0.2mm的地方，且达不 ...

    晒晒你这个工艺实测的硬化层硬度梯度分布

秋天的风

你的这个产品,要求根本就没有什么难度.你想的太复杂了.
我用井式炉来做,860度碳氮共渗100分,关掉煤油,只用甲醇,降温至830度,降温加均温50分钟,淬火即可.
你的淬硬度层硬度梯度曲线,前低后高,明显是残余奥氏体超了.根本就不关冷却的事,还加强什么搅拌啊!用快油啊,没有一点道理.

真理发源地

wahg 发表于 2012-7-9 07:33
你介绍的内容太少。你最好能把图纸的原文发上来，有时对原文不能理解透彻，也会误导我们的工程师。提以下几 ...

图纸明确规定需进行渗碳淬火处理，在0.1-0.2mm处的硬度值达到740-850HV气体渗淬！
并与客户沟通，那边讲欧美这个要求一直是流水线大批量生产的，不允许碳氮共渗啊~