網(wǎng)狀碳化物的分析

時(shí)間：2013-08-27 09:43:35 來源：作者：

1、鍛造溫度高或冷卻不足會(huì)沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀組織。
2、工件退火時(shí)冷卻緩慢、堆積擺放也會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀組織。

危害：

1、工件中存在網(wǎng)狀組織，在淬火時(shí)易產(chǎn)生淬火裂紋。
2、存在網(wǎng)狀組織，使得脆性加大，軸承在使用過程中受沖擊載荷易產(chǎn)生脆裂。
預(yù)防：控制鍛造溫度和冷卻速度，控制退火的冷卻速度。
工件出現(xiàn)網(wǎng)狀組織一般通過正火來消除，正火溫度930-950度。

1原材料中的網(wǎng)狀主要是鋼材從液態(tài)冷卻到固態(tài)時(shí)析出的碳化物；
2軸承鋼制軸承工件中的網(wǎng)狀可能是原材料帶來的也可能是鍛造退火中產(chǎn)生的，但是經(jīng)過鍛造后鋼材原始的網(wǎng)狀可能會(huì)得到一定程度的好轉(zhuǎn)。鍛造時(shí)加熱溫度太高、鍛造后冷卻速度太慢、退火時(shí)冷速不合理均會(huì)造成碳化物的網(wǎng)狀；
危害：網(wǎng)狀碳化物的析出，主要是在晶界上，沿晶界分布，由于這種碳化物的存在，大大降低了晶格之間的延續(xù)性，降低了產(chǎn)品的性能，使產(chǎn)品耐沖擊韌性下降脆性增加，容易使工件在使用中疲勞失效；

不論是鍛造還是退火（溫度過高或跑溫），只要加熱到奧氏體化。（過共析鋼二次滲碳體+奧氏體）在工件的冷卻過程中，冷卻速度比較慢，碳化物（過共析鋼）、鐵素體（亞共析鋼）往晶界處析出，隨著時(shí)間的增加，碳化物或鐵素體，沿晶界的形狀形成斷續(xù)的線，逐漸在晶界連成網(wǎng)，隨著時(shí)間的增長，網(wǎng)逐漸加厚。冷卻后保留到室溫，叫網(wǎng)狀組織。如果是亞共析鋼，鐵素體形成的網(wǎng)就叫，網(wǎng)狀鐵素體。如果是過共析剛形成的網(wǎng)狀，就叫網(wǎng)狀碳化物。

如果鍛造溫度高了冷卻速度慢，形成的網(wǎng)狀很大，反之溫度低網(wǎng)狀小。因?yàn)榫W(wǎng)狀是沿晶界形成與晶粒大小有關(guān)，而網(wǎng)的粗細(xì)與晶粒無關(guān)。

退火出現(xiàn)網(wǎng)狀是由于，退火溫度過高或退火跑溫造成。單純的退火，冷卻過慢不會(huì)造成網(wǎng)狀。在檢查球化退火時(shí)屢次發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。

它與原材料鑄錠冷卻時(shí)成分偏析、鍛造加熱溫度、終鍛溫度、鍛造比、鍛造后冷卻速度都有著微妙的關(guān)系。但都與碳化物在晶界析出條件有關(guān)，它是成分、溫度、時(shí)間的一個(gè)綜合作用結(jié)果。不論是鍛造還是退火（溫度過高或泡溫）的后期，原始組織是否均勻，在降溫過程中有無二次再結(jié)晶條件（二次再結(jié)晶也促進(jìn)網(wǎng)狀碳化物的形成，也引起晶粒粗大）及降溫的速度能否符合碳化物在晶界的析出成網(wǎng)狀條件。冶金形成的碳化物在鍛造時(shí)如不能有效消除碳化物的偏析（提高鍛造溫度有利于均勻組織），在隨后的冷卻過程中，冷卻速度比較慢，碳化物往晶界處析出就有溫度和時(shí)間條件，碳化物沿晶界的先形成斷續(xù)的線，逐漸在晶界連成網(wǎng)，隨著時(shí)間的增長，網(wǎng)逐漸就要加厚。直到冷卻到室溫，這就是網(wǎng)狀組織形成過程。改變其中的任何一個(gè)條件，都會(huì)影響網(wǎng)狀碳化物的形成條件，其中降低終鍛溫度，提高冷卻速度對(duì)網(wǎng)狀碳化物形成影響最大，其它因素達(dá)到某種程度時(shí)，才比較顯著地影響網(wǎng)狀碳化物形成，這時(shí)用正火才能有效消除。

第一、原材料網(wǎng)狀本身比較嚴(yán)重，在后工序加工過程中不能得到消除。
第二、在鍛造（如果是鍛件）過程中，終端溫度控制的比較高，并且冷卻條件不良，導(dǎo)致在溫度比較高的情況下碳化物沿晶界析出，形成網(wǎng)狀碳化物。終端溫度越高，冷卻速度越慢形成的網(wǎng)狀相對(duì)越嚴(yán)重。
第三、在球化退火過程中，出爐溫度如果偏高，沒有在臨界點(diǎn)一下（一般要求650度左右）直接空冷后不但不會(huì)減輕鍛造產(chǎn)生的微弱網(wǎng)狀碳化物，反而還會(huì)會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀碳化物。

關(guān)于網(wǎng)狀碳化物的形成與消除
     網(wǎng)狀碳化物是鋼件在鍛（軋）后的堆冷或空冷時(shí)較慢冷卻過程形成的。如果鍛造（或軋制）時(shí)在兩相區(qū)800~900℃之間停鍛（或軋），此時(shí)先共析碳化物雖然沿奧氏體晶界優(yōu)先析出，但形變尚在繼續(xù)進(jìn)行，仍可將析出的網(wǎng)狀碳化物破碎。這種辦法由于影響鍛錘（或軋機(jī)）的生產(chǎn)率（通常形變的終止溫度在1000℃左右），生產(chǎn)上很難采用這一辦法。另一辦法是鍛（或軋）后，將鋼件散置并快速冷卻，如在軋機(jī)的滾道上安置噴水圈或吹風(fēng)快冷。
      若采用熱處理辦法消除這種有害的網(wǎng)狀組織，便是先正火除網(wǎng)后球化。
      因?yàn)檎鹉軌蚴咕Я＜?xì)化并使網(wǎng)狀碳化物固溶破斷，從而有效地消除過共析鋼中的二次碳化物（含滲碳體）粗大網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)加熱到高于Acm點(diǎn)（Fe-C平衡圖的ES線）時(shí)，二次碳化物溶解，隨后在空氣中快冷，來不及形成有害鋼件性能的粗大網(wǎng)絡(luò)。而退火和淬火工藝所采用的加熱溫度不高，難以消除嚴(yán)重網(wǎng)狀碳化物的危害。所以，必須在球化退火之前予以消除或降低網(wǎng)狀碳化物級(jí)別。

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