连续炉过渗碳（碳化物级别超标）是如何形成的？

孤鸿踏雪

大家交流一下连续渗碳炉过渗碳的形成原因及解决办法。

aaron01

我认为渗碳淬火（包括碳氮共渗）工艺后出现碳化物，不管是用什么设备，都可以用下图奥氏体中温度和溶碳能力关系找到解释。
只要在淬火前的任一时刻，产品表面的碳浓度超过在当前温度下的奥氏体饱和碳溶解度，就会有碳化物的析出现象。这里说的产品表面碳浓度和碳势设定值是不一样的概念，强渗阶段，产品表面碳浓度低于设定碳势值，扩散阶段高于当前段的碳势设定值。
实际在编工艺时，还需要加点保险系数，一般强渗最高碳势只取该温度下饱和碳浓度的85-90%,另外，还需考虑合金元素对铁碳相图中奥氏体区的影响。

WXH6255

碳化物级别超标是渗碳时碳浓度过高引起的。

孤鸿踏雪

回复 3# WXH6255


    除了碳浓度，还有没有其它因素？如：齿形因素、齿轮化学成分等。文献普遍介绍含Cr、Mo元素的钢易形成过渗碳缺陷。

aaron01

回复 4# 孤鸿踏雪


    我认为还是可以从铁碳相图找到解释，我们知道，Cr、W、Mo、V、Ti、Si、Al、等元素使A3线和Acm线都往上移，使奥氏体区缩小。同样温度下溶碳能力在加入Cr、Mo等元素后变得更低，因此更容易出现碳化物析出倾向。

孤鸿踏雪

回复 5# aaron01


    提一个具体问题
    我公司的一个分司的双排连续渗碳炉，最近出现碳化物超标问题，材料主要是22CrMoH，产品是螺旋锥齿轮，经过多次调整（降低）碳势，收效甚微。现在强渗碳势已降至1.05，仍然存在较大的碳化物颗粒，甚至有互连成网的趋势。具体情况不是很清楚，我奉命明天去协助解决。到时候有什么详细信息再与你交流。

aaron01

好的，请杨工重点关注：
1，定碳定的是否准确
2，淬火前的实际温度是否偏低
3，工艺中温度和碳势的匹配问题。

孤鸿踏雪

感谢提醒！

motion_0576

连续线渗碳淬火后齿轮碳化物超标的最大可能是：
1  强渗段（二、三区）碳势太高（失控）；
2  淬火保温段（五区）炉温偏低，尤其是最后一个盘位温度偏低，造成沿晶或断续沿晶析出颗粒状碳化物。
解决方法就不用我们在大侠面前卖弄了。

qingchuan65

也请注意氧探头是否失真。

霜月

回复 6# 孤鸿踏雪
22CrMoH材料对碳势比较敏感，最好采用弱碳势渗碳，建议强渗期碳势降到1.0%，扩散期采用0.75%或0.70%的碳势。

yangxinshan

浅层渗碳没有必要降低强渗期碳势，降低扩散期碳势或延长扩散期时间均可，否则效率很低的

yangxinshan

出现这种问题主要原因应该是碳势失控或温度过高引起的，

tuisi-xingsan

连续炉碳化物超，要看周期是不是太长了，碳势设定高的话长周期估计就超了，像40分钟以上就容易超，在1.2的碳势下

李晓敏

杨工此批零件的周期与以往有区别么？ 如果明显渗速快了，说明碳浓度高了 强渗2，3区！  如果周期延长了 那说明温度有问题！！材料上的话 除非原材料混晶严重，要不工艺稳定的话 不大可能出碳化物！！还有就是四区扩散碳势是否偏高？

李晓敏

关注杨工的结果！！请一定分享！！

孤鸿踏雪

回复 15# 李晓敏


    并不那么简单，最近一段时间，经多次定碳发现，碳势并不高。因发现碳化物有超标趋势后，已将各区碳势下调，同时渗碳周期适当加长，最终检验结果表明，有效硬化层深正常。
    今天赶到分公司了解情况后，同分公司的工程师协商，再次下调了强渗期和扩散碳势，看看结果再说。但发现设备还有其它问题，所以明晨三点左右要停炉大修。最终结果要等一些时日再与大家分享！

李晓敏

那看来真的是炉子的问题了！！

小乐

碳势高呀，主要是这个原因

aaron01

不知道具体工艺参数到底如何，如果工艺参数没问题的话，我倒是还碰到过一个例子，就是甲醇滴注的问题：
一般无马弗的渗碳炉，甲醇滴注管是特殊设计的，丰东的设计比较合理，据说是从日本东方拿来的设计，滴注管末端开口很小，甲醇呈线状滴入炉内的搅拌风扇上面，容易汽化。如果是管径很粗的设计，容易出现大滴状甲醇滴入，短时间来不及汽化，甲醇液体直接滴到产品表面上，会引起产品表面上局部碳浓度超差。这种情况我就在多用炉上遇到过，顶层固定位置零件出现炭黑，金相显示碳化物和残奥超差，后来加装甲醇蒸发器才得以彻底解决。
杨工可在停炉时检查下甲醇滴注管是否有损坏，和风扇的相对位置，流量是否太大等。
另外，如果手头有三气分析仪的话，最好测下CO、CO2和CH4的值是否对。