渗碳淬火后回火温度的选择及温度对力学性能的影响

小鹏

我们厂里20CrMnTi齿轮渗碳淬火选用的回火温度为230-260，淬火后的硬度为60HRC，回火后57-60HRC。
问题1.回火的硬度为什么降得这么少
2.书本介绍的温度为150-220，这么高的温度对力学性能有什么影响（疲劳强度，耐磨性等）
3.淬火后有大量的残奥通过相对高的回火温度可消除，这样的组织和淬火后残奥合格的组织，低温回火后有什么区别。

aaron01

估计楼主的产品最终表面含碳量较高，淬火后的残奥比例较高。参看以下贴子：http://www.rclbbs.com/forum.php? ... &extra=page%3D2
至于性能嘛，我个人认为只要表面碳势不高到出碳化物，特别是在尖角等易出现碳化物的部位；同时又能通过略高的回火温度保证残奥量符合要求，这样的组织状态是完全可以接受的，最终服役状态要求的是金相组织和硬度、硬化层深度，这几点都满足就行。

周建国

大量的残奥？这个大量是多少是几级的残奥？如果用230-260度的回火温度能够消除？？

小鹏

aaron01 发表于 2012-7-9 09:34
估计楼主的产品最终表面含碳量较高，淬火后的残奥比例较高。参看以下贴子：http://www.rclbbs.com/forum.ph ...

回火温度高了后，表面的压应力回去掉多少啊，疲劳强度会不会下降，点蚀是不是更容易发生啊

小鹏

周建国 发表于 2012-7-9 18:22
大量的残奥？这个大量是多少是几级的残奥？如果用230-260度的回火温度能够消除？？

260—300基本上无论几级都能消掉了，重载齿轮4-5级用230-260可以消除，

小鹏

看过资料介绍超过230会有回火脆性，韧性会降低，具体资料记不起来了

aaron01

小鹏 发表于 2012-7-9 19:27
回火温度高了后，表面的压应力回去掉多少啊，疲劳强度会不会下降，点蚀是不是更容易发生啊

你的担心其实不是很必要，我在那个链接里的帖子里说了，一方面马氏体中析出的碳化物造成硬度下降，另外一方面，残奥会转变成新的马氏体或贝氏体，同时增加表面压应力。
再说了，一般我们都会用到200C的温度回火，200C和230C比较，无论是在表面硬度，硬化层强度，还是表面压应力方面都不会是质的变化，相反， 在硬度一致的情况下，高一点温度回火的零件，冲击韧性更佳，这可以参考调质的所谓高淬高回得到更佳综合机械性能。
不过，回火脆性温度区间最好避开，对基体性能有不利影响。

小鹏

aaron01 发表于 2012-7-9 20:59
你的担心其实不是很必要，我在那个链接里的帖子里说了，一方面马氏体中析出的碳化物造成硬度下降，另外 ...

这是我在资料里的截图
资料是《渗碳淬火实用技术》
图片没显示的是“就会断裂”

aaron01

小鹏 发表于 2012-7-9 21:19
这是我在资料里的截图
资料是《渗碳淬火实用技术》
图片没显示的是“就会断裂”

你需要校正淬火变形吗？如果需要确实不宜在较高温度回火后进行校直，至于你提到的那本书，不知道有没有说为什么220C以上回火零件会变脆？从机理上似乎难以解释。以下图应该是大家见过很多的，就冲击韧性而言，回火温度250C以上才会出现下降，何来220C回火后零件变脆一说？

我的经验是哪怕在160-170C回火后，零件校直时的断裂比例都要比回火前校要高很多，之所以回火后零件不容易校直，我的理解是这和表面残奥含量有关。残奥这个东西理论上到目前都是有争议的，有的认为不应该有，越低越好，有的认为适量残奥能提高零件冲击韧性，我觉得不同的服役状况要求不一样。你说的情况的前提是淬火后会保留大量残奥，那么回火后残奥也能达到正常水平，在这种情况下，我不觉得会有变脆的倾向。硬度、残奥量都和低温回火的组织一样的话，有什么理由230C回的零件会变脆？
我们把零件做合格是关键，二次碳化物最好不要有，表面残奥、非马、内氧化、马氏体级别符合图纸或标准要求，硬度、硬化层深是硬指标，一点不能放松，至于回火温度，只要在低温回火范围，差别不会很大的。

小鹏

aaron01 发表于 2012-7-9 22:15
你需要校正淬火变形吗？如果需要确实不宜在较高温度回火后进行校直，至于你提到的那本书，不知道有没有说 ...

你说的很对产品做合格才是硬道理，可是我们厂现在以较高温度回火为“万能药”，什么都想通过回火改善，无论是残奥，磨削裂纹，热点校直裂纹统统都通过提高温度解决。还有很多的资料介绍渗碳的回火温度都是150-220之间，这是基于什么考虑的，为什么不建议用150-260，事实上这个温度在实际操作中硬度并不会降得很多，至少在我们厂里。是不是我们的检验项目太少了，以至于使我们认为硬度和金相合格就是适合的回火温度，而事实上别的性能恶化了。这只是猜测而已，只是想找一个最适宜的回火温度。

aaron01

小鹏 发表于 2012-7-9 22:44
你说的很对产品做合格才是硬道理，可是我们厂现在以较高温度回火为“万能药”，什么都想通过回火改善，无 ...

我觉得回火温度略高，要说缺点的话，应该是表面硬度不足，直接影响零件的耐磨性和强度。不过你们厂的情况特殊，渗碳碳势一定比较高，零件表面碳浓度高了会有一系列问题，相应地也就抗回火，对这种情况也只有用高一点的温度回火来补救。也是一种办法，你说的产品残奥问题、磨削裂纹问题等都能解决，但如果零件要求高硬度怎么办？比如我们就经常做一些要求59-63HRC表面硬度的渗碳件，只能用160C左右回火温度，这就要求碳浓度控制得非常好才行。渗碳在碳势控制方面下工夫才是硬道理，到底是工艺问题还是设备原因最好有个明确的调查，而采用其他补救手段有点旁门左道之嫌了。残奥高的根本原因是表面碳浓度高，应该去治本，靠回火改善是治标。
另外，其实回火温度低了也有缺点，淬火应力去除不彻底，硬度虽高，强度并不高，最佳回火温度应该在200C附近，这个问题就不展开了。