过热,过烧鉴别方法

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过烧、过热

过烧、过热

过热:是加热温度过高或在高温下保温时间过长,易导致奥氏体晶粒的粗大,粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低。

一般认为,金属由于加热温度过高或高温保温时间过长而引起晶粒粗大的现象就是过热。

至于晶粒粗大到什么程度算过热,应视具体材料而有所不同。

碳钢(包括亚共折钢和过共折钢)、轴承钢和一些钢合金,过热之后往往出现魏氏组织;马氏体和贝氏体钢过热之后往往出现晶内织构组织;1Cr18Ni9Ti、1Cr13和Cr17Ni2等不锈钢过热之后α相(或δ铁素体)显著增多;工模具钢(或高合金钢)往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。

钛合金过热后出现明显的β晶界和平直细长的魏氏组织,这些通过金相检查便可以判定。

对铝合金的过热现在没有明确的判定标准。

一般过热的结构钢经正常热处理(正火、淬火)之后,组织可以得到改善,性能也随之恢复。

但是Cr—Ni、C—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后,冲击韧度大幅度下降,而且用正常热处理工艺,组织也极难改善,因此对过热组织,按照用正常热处理工艺消除的难易程度,可以分为不稳定过热和稳定过热两种情况。

不稳定过热是用热处理方法能消除所产生的过热组织,亦称一般过热;稳定过热是指经一般的正火(包括高温正火)、退火或淬火处理后,过热组织不能完全消除。

合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热。

碳钢、9Cr18不锈钢、轴承钢、弹簧钢中也发生类似情况。

过烧:加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化等。

过烧加热温度比过热的更高,但与过热没有严格的温度界限。

一般以晶粒边界出现氧化及熔化为特征来判定过烧。

如对碳素钢来说,过烧时晶界熔化、严重氧化,工模具钢(高速钢、Cr12Mo等钢)过烧时,晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。

铝合金过烧时,出现晶界熔化三角区和复熔球等现象。

锻件过烧后往往无法挽救,只好报废。

钢的过热和过烧

钢的过热和过烧

员工培训之钢的过热和过烧钢的过热定义:钢在加热到某一温度(称为过热温度)以上时,由于粗大的奥氏体晶粒晶界上的化学成份发生了明显变化(偏析),或在冷却后产生第二相沉淀,导致晶界脆化,从而降低钢的塑性和冲击韧性。

如果采用正常的热处理可使钢不发生晶间断裂,并使其机械性能得以恢复,则称为钢的不稳定过热。

否则就称为钢的稳定过热,所以对于仅仅是在钢的临界点上加热而产生的晶粒粗化现象还不属于过热的范畴。

钢的过烧定义:钢在固――液相线温度范围内的某一温度(称为过烧温度)以上加热时,奥氏体晶界上发生了化学成份变化(偏析),而且局部或整个晶界出现烧熔现象。

此时在晶界上形成了富硫、磷的液相,在随后的冷却过程中,或由于这种晶界上存在单纯的富硫、磷熔化层,或由于伴随着形成硫化物、磷化物的低熔点共晶组织,导致奥氏体晶界结合力的降低,机械性能严重恶化。

钢过烧后性能的恶化是不能用热处理或热加工的方法来补救的。

解释: 不同钢种在高温加热过程中的变化有不同的规律。

下面以最常用的中碳钢或中碳低合金钢在AC3至固――液相区范围内的加热以及组织和性能的变化分为三个阶段说明。

第一阶段:自AC3至过热温度的范围内,随着加热温度升高,奥氏体晶粒长大,出现针状铁素体(魏氏体)析出(温度越高,魏氏析出量越多)。

在魏氏组织状态 下机械性能有所下降,但经过热处理以后,机械性能可以得到恢复。

第二阶段:自过热温度以上至过烧温度以下的区间内。

随着加热温度升高到过热温度以上,钢中MnS不断溶解于基体,使奥氏体中硫的过饱和度不断增加。

同时由于平衡偏析和非平衡偏析使硫在高温奥氏体晶界显著偏析,造成晶界弱化。

在随后的冷却过程中,过饱和的硫将以MnS的形式析出在高温奥氏体晶界上。

这就是过热现象的本质。

但是如果是加热至过热温度附近或稍高一些的温度,尽管已经出现了S在晶界上偏析,但在晶界上析出折MnS粒子不多,在经过调质处理后其机械性能可以得到恢复,所得到的断口为纤维断口,或有少量晶间棱面。

钛合金过热过烧的标准

钛合金过热过烧的标准

钛合金过热过烧的标准一、钛合金过热过烧标准钛合金的过热过烧是指在高温下,合金元素在钛基体中的溶解度超过了其在固态下的溶解度,从而在冷却过程中析出形成粗大的金属间化合物,导致合金性能显著降低的现象。

过热过烧会导致钛合金的力学性能、疲劳性能、抗腐蚀性能等显著下降,因此需要严格控制钛合金的加热温度和加热时间,避免出现过热过烧。

根据相关标准,钛合金的过热过烧可以通过检查合金元素的偏析程度来判定。

具体标准如下:1.钛合金中β相稳定元素(如Mo、Nb等)的含量应不超过其在钛基体中的溶解度,以避免在高温下形成粗大的金属间化合物。

2.钛合金中α相稳定元素(如Al、Ti等)的含量应适当控制,以保证钛合金具有一定的强度和韧性。

3.在热处理过程中,钛合金的加热温度和加热时间应严格按照标准进行控制,避免出现过热过烧。

二、钛合金过热过烧的检测方法1.显微组织观察:通过金相显微镜或扫描电子显微镜观察钛合金的显微组织,检查是否存在粗大的金属间化合物或元素偏析现象。

2.化学成分分析:采用光谱分析、质谱分析或能谱分析等方法,测定钛合金中各元素的含量,以评估是否存在元素偏析。

3.力学性能测试:对钛合金进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试,以评估其力学性能是否符合标准要求。

4.硬度测试:采用硬度计对钛合金进行硬度测试,以评估其硬度和韧性是否符合标准要求。

三、钛合金过热过烧的预防措施1.控制加热温度和加热时间:严格按照标准控制钛合金的加热温度和加热时间,避免出现过热过烧。

2.合理选择热处理工艺:根据钛合金的种类和性能要求,选择合适的热处理工艺,以获得最佳的性能。

3.加强工艺控制:加强生产过程中的工艺控制,确保每道工序都符合标准要求,避免出现批量性的过热过烧问题。

4.优化合金成分:通过优化钛合金的成分,可以降低过热过烧的风险。

例如,适当增加β相稳定元素、减少α相稳定元素等。

5.加强质量检验:对钛合金产品进行严格的质量检验,包括显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试等,以确保产品质量符合标准要求。

铝合金固溶热处理后如何判定是否过烧

铝合金固溶热处理后如何判定是否过烧

铝合金件在固溶时效热处理之后,判断在固溶时是否过烧有两种方法:金相法和表面状态色泽法。

根据工件表面色泽、状态判断在热处理固溶时是否过热便于现场及时处理,但是需要丰富经验。

金相法判定准确、但是要解剖实物,是破坏性的检测判定,容易造成浪费。

根据工件表面色泽、状态判断:
①件表面暗灰色,
②工件表面有起小泡的现象,
③出现裂纹,裂纹断口粗糙。

有上述情形之一时,有过烧可能。

这是只在热处理之后的工件上观察。

当固溶时效件已经进行了后续加工,再观察时,发现铝合金工件表面有异常现象——粗糙、变形、皱纹等,不能简单地认为是热处理过烧了。

由于铝合金的强度和黑色金属相比较还是低的,就要分析后续工序的作用和影响了。

尤其后续的抛光、喷砂处理,对表面的影响不能忽视。

当在工件局部出现“水面波纹”式的皱纹时,不能判定为热处理过烧,而是喷砂的压力太高或喷砂的时间过长,在铝合金表面形成的变形层的原因。

这个“水面波纹”式的皱纹不具有铝合金过烧的特征,而是具有表面受冲击形成塑性变形的特征,这时候应该判定为:喷砂缺陷!采用金相法裁定,证实是喷砂缺陷。

青岛丰东热处理有限公司是丰东股份控股的山东热处理厂家之一,是从事商业热处理加工、热处理装备研发与制造、热处理技术咨询的专业公司。

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钢金属材料热处理的过热与过烧

钢金属材料热处理的过热与过烧

钢金属材料热处理的过热与过烧1过热显微组织特征过热组织包括:①结构钢的晶粒粗大、马氏体粗大、残留奥氏体过多、出现魏氏组织;②高速钢的网状碳化物、共晶组织(莱氏体组织)、萘状断口;③马氏体型不锈钢的铁素体过多;④黄铜合金脱锌,使表面出现白灰,酸洗后呈麻面等。

按照正常热处理工艺消除的难易程度,可将过热组织分为稳定过热和不稳定过热两种类型。

一般过热组织可通过正常热处理消除,称为不稳定过热组织。

稳定过热组织是指经一般正火、退火和淬火不能完全消除的过热组织。

过热的重要特征是晶粒粗大,它将降低钢的屈服强度、塑性、冲击韧性和疲劳强度,提高钢的脆性转变温度;过热的另一个重要特征是淬火马氏体粗大,它将降低冲击韧性和耐磨性能,增加淬火变形和开裂倾向。

过热缺陷还有魏氏组织、网状碳化物、石墨化、共晶组织、萘状断口、石状断口等,这些缺陷不仅大大降低钢的力学性能和使用性能,而且很容易同时产生淬火开裂。

图1 45钢过热组织400X图1所示为45钢在930℃加热保温15min水淬的显微组织,由灰色粗大淬火中碳马氏体、灰白色残留奥氏体和马氏体基体组成,右上角的黑色条状是沿晶界的淬火裂纹。

由于淬火加热温度远远超过正常淬火加热温度,导致奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗大马氏体,组织应力增加,钢的脆性也增加,淬火后在试样中产生了和轴线平行的单条纵向裂纹。

图2 T10A钢过热组织400X图2所示为T10A钢工件淬火开裂后近裂纹处的显微组织,由沿晶界的黑色托氏体、粗大的高碳片状马氏体、白色残留奥氏体以及极少量的颗粒碳化物组成。

高碳钢过热组织除了粗大马氏体及较多的残留奥氏体外,还会使碳化物的数量减少,硬度降低。

图3 高速钢轻度过热组织400X图3所示为W18Cr4V钢的轻度淬火过热组织,在灰白色隐针马氏体和残留奥氏体基体上分布着白色粒状二次碳化物及沿晶界的块状共晶碳化物,过热程度为2级。

晶粒粗大,棱角状碳化物以及针状马氏体的出现,都是钢材过热的特征。

过热和过烧(或熔化)

过热和过烧(或熔化)

过热和过烧(或熔化)
火焰加热淬火的零件在加热过程中,由于火焰焰心的温度高达3000℃左右,如果火焰在零件的某个部位加热时间长,则容易造成处出现过热甚至过烧缺陷,因此要求操作者具有熟练的操作技能,同时对常见材料的淬火温度有感性的认识和颜色辨别能力,从而避免过热现象的发生。

另外如果火焰的移动速度慢或在某处停留,火焰调节不合适等将造成该处组织熔化,尤其是在零件的尖角、孔的边缘等位置,因要特别注意,该缺陷将造成零件的整体报废。

黑色冶金技术《钢的过热与过烧》

黑色冶金技术《钢的过热与过烧》
• 〔2〕注意根据待轧时间处理炉子的保温和压火,即应遵守停机待轧时 的炉子热工制度。
• 〔3〕加热特殊钢种时,首先熟悉其加热工艺要求,并在生产中严格掌握。 • 〔4〕注意“三勤〞操作,克服懒惰,增强责任心,随时检查,随时联系,
随时调整以免事故发生。
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内容总结
如果钢加热温度过高,而且在高温下停留时间过长,钢的晶粒增长过大,晶粒之间的结合能力减 弱,钢的机械性能显著降低,这种现象称为钢的过热。如果钢加热温度过高,而且在高温下停留时间 过长,钢的晶粒增长过大,晶粒之间的结合能力减弱,钢的机械性能显著降低,这种现象称为钢的过 热。过热的钢可以采用正火或退火的方法来补救。过烧的钢无法挽救,只好报废,回炉重炼。〔1〕 注意均衡生产,不追急火,追产量
第七页,共七页。
• 过烧的钢无法挽救,只好报废,回页,共七页。
三、过热、过烧事故的发生往往集中的时刻
• 〔1〕急火追产量时。
• 〔2〕停机待轧时间较长。
• 〔3〕加热特殊钢种时。
• 〔4〕由于加热工责任心不强。
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四、过热、过烧事故的预防
• 〔1〕注意均衡生产,不追急火,追产量。
一、钢的过热
• 如果钢加热温度过高,而且在高温下停留时间过长,钢的晶粒增长过大, 晶粒之间的结合能力减弱,钢的机械性能显著降低,这种现象称为钢的过 热。
• 过热的钢可以采用正火或退火的方法来补救。
过热的钢
第一页,共七页。
二、钢的过烧
• 如果钢加热温度过高,时间又长,使钢的晶粒之间的边界上开始熔化,有氧渗 入,并在晶粒间氧化,这样就失去了晶粒间的结合力,失去其本身的强度和可塑性, 在钢轧制时或出炉受震动时,就会断为数段或裂成小块脱落,或者外表形成粗大的 裂纹,这种现象称为钢的过烧。

热处理质量检验的内容和方法

热处理质量检验的内容和方法

热处理质量检验的内容和方法热处理是机械制造中的一个重要环节,热处理的质量好坏,直接关系着产品或零件的内在质量及性能。

在生产中影响热处理质量的因素很多,为了确保产品质量达到国家标准或行业标准规定的要求,所有的热处理零件从原材料进厂开始,每一道热处理工序后都必须进行严格的检验。

产品出现质量问题不能直接转入下道工序,这样才能确保产品质量。

另外在热处理生产中一个称职的检验员,只是按照技术要求对热处理后的工件进行质量检验和把关是不够的。

更重要的任务是当好参谋。

在热处理的生产过程中首先要看操作者是不是严格执行工艺规程,工艺参数是否正确。

在质量检验过程中如果发现质量问题要帮助操作者分析产生质量问题的原因,找出解决问题的方法。

把可能影响热处理质量的各种因素都控制起来以保证生产出质量优良、性能可靠、用户满意的合格品。

一、热处理质量检验的内容(一)预先热处理预先热处理的目的是改善原材料的组织、软化,以便于机械加工,消除应力,获得理想的热处理原始组织等。

对有些大件预先热处理也是最终热处理,预先热处理一般采用正火及退火。

1)铸钢件的扩散退火由于在高温长时间加热晶粒易粗大,在退火后还应再进行一次完全退火或正火来细化晶粒。

2)结构钢的完全退火一般用于中低碳钢铸件、焊接件、热轧及热锻件的改善组织、细化晶粒、降低硬度、消除应力等。

3)合金结构钢的等温退火主要用于42CrMo等钢的退火。

4)工具钢的球化退火球化退火的目的是改善切削加工性能及冷变形性能。

5)去应力退火去应力退火的目的是消除铸钢件、焊接件、机加工件的内应力,减少后工序的变形与开裂。

6)再结晶退火再结晶退火的目的是消除工件的冷作硬化。

7)正火正火的目的是改善组织、细化晶粒,可作为预先热处理,也可作为最终热处理。

上述退火与正火获得的组织都是珠光体。

在质量检验中,重点是做工艺参数的检查,即在退火及正火进行过程中,做流动检查工艺参数的执行情况,这是首要的,在过程结束后主要检验硬度,金相组织,脱碳深度,及退火正火目的项,带状,网状碳化物等。

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过热、过烧(一)概述锻造工艺过程中,如果加热温度控制不当常常容易引起锻件过热的现象。

过热将引起材料的塑性、冲击韧度、疲劳性能、断裂韧度及抗应力腐蚀能力下降。

例如18CrZNi4WA钢严重过热后,冲击韧度由0.8~1.OMJ/m2下降为0.5MJ/m2。

一般认为,金属由于加热温度过高或高温保温时间过长而引起晶粒粗大的现象就是过热。

至于晶粒粗大到什么程度算过热,应视具体材料而有所不同。

碳钢(包括亚共折钢和过共折钢)、轴承钢和一些钢合金,过热之后往往出现魏氏组织(图片8-56);马氏体和贝氏体钢过热之后往往出现晶内织构组织(见图片3-10);1Cr18Ni9Ti、1Cr13和Cr17Ni2等不锈钢过热之后α相(或δ铁素体)显著增多;工模具钢(或高合金钢)往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织(见图片3-11)。

钛合金过热后出现明显的β晶界和平直细长的魏氏组织(图片8-423),这些通过金相检查便可以判定。

对铝合金的过热现在没有明确的判定标准。

图片8-56过热的魏氏组织100×图片3-10 20Cr2Ni4A钢模锻件晶内织构320×图片3-11 W18Cr4V钢的过热组织500×图片8-423 过热的魏氏组织500×一般过热的结构钢经正常热处理(正火、淬火)之后,组织可以得到改善,性能也随之恢复。

但是Cr—Ni、C—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后,冲击韧度大幅度下降,而且用正常热处理工艺,组织也极难改善,因此对过热组织,按照用正常热处理工艺消除的难易程度,可以分为不稳定过热和稳定过热两种情况。

不稳定过热是用热处理方法能消除所产生的过热组织,亦称一般过热;稳定过热是指经一般的正火(包括高温正火)、退火或淬火处理后,过热组织不能完全消除。

合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热。

碳钢、9Cr18不锈钢、轴承钢、弹簧钢中也发生类似情况。

过烧,加热温度比过热的更高,但与过热没有严格的温度界限。

一般以晶粒边界出现氧化及熔化为特征来判定过烧。

如对碳素钢来说,过烧时晶界熔化、严重氧化(见图片3-12),工模具钢(高速钢、Cr12Mo等钢)过烧时,晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体(见照片5-8)。

铝合金过烧时,出现晶界熔化三角区和复熔球等现象(见图片3-13)。

锻件过烧后往往无法挽救,只好报废。

图片3-12 50A钢过烧组织(4%硝酸酒精溶液腐蚀)150×图片5-8 锻裂外过烧的组织250×图片3-13 LY2合金的过烧组织500×下面侧重介绍稳定过热的机理及影响的因素。

在此基础上简要介绍过热对力学性能的影响,过热、过烧的鉴别方法以及防止措施。

应当指出,这里讨论的稳定过热是对有同素异构转变的钢而言的。

对没有同素异构转变的金属材料根本不存在这种问题,因为只要过热就是稳定的,用热处理的办法不能消除。

对于有同素异构转变的钢,明确提出稳定和不稳定的概念,对指导锻压和热处理工艺具有重要的实际意义,因为在实际生产中,有时将稳定过热的锻件按不稳定过热的情况进行处理,结果,稳定过热引起的缺陷组织遗传在零件中,降低材料的性能,甚至在使用中造成严重事故。

(α+β)钛合金和(α+β)铜合金虽有同素异构转变,但过热之后也不能用热处理方法消除,性能显著下降。

一些双相不锈钢,如1Cr18Ni9Ti、1Cr13、Cr17Ni2等,过热之后α相(或δ铁素体)显著增加,使性能降低,用热处理方法也不易改善和恢复。

在钢中引起稳定过热的机理有两种:①由析出相引起的稳定过热;②由于晶粒遗传(组织遗传)引起的稳定过热。

(二)析出相引起的稳定过热1.析出相引起的稳定过热的机理钢在奥氏体区加热,随着温度升高,奥氏体晶粒粗大,特别是在机械阻碍物大量固溶于奥氏体以后,晶粒迅速长大,高温固溶于奥氏体的第二相(例如硫化锰),在冷却过程中沿原高温奥氏体晶界(或孪晶界)析出。

由于它们的固溶温度高(一般都在1000℃以上),因此,一般热处理(淬火、退火、正火)时,在较低的奥氏体化温度(除莱氏体工具钢外都低于930℃)下,不再溶入基体。

因此,这些第二相的分布、大小、形态和数量不会有多大程度的改变或基本不变,形成了稳定的原高温奥氏体晶界(或孪晶界)。

概括起来就是:稳定过热是指钢过热后,除原高温奥氏体晶粒粗大外,沿奥氏体晶界(或李晶界)大量析出第二相质点或薄膜,以及其它促使原高温奥氏体晶界(或孪晶界)或其它过热组织稳定化的因素,这种过热用一般热处理的方法(扩散退火除外)不易改善或不能消除。

存在有稳定过热组织的零件受力时,沿晶界(或孪晶界)析出的第二相质点,常常是促成微观裂纹的起因,引起晶界弱化,促使沿原高温奥氏体晶界(或孪晶界)断裂(尤其当基体韧性较好时)。

图片3-14为裂纹沿有析出相的原奥氏体晶界扩展的情况。

过热温度越高,高温稳定相固溶的越多,晶粒越粗大,冷却时析出的密度也愈大。

这样的过热组织也愈稳定,晶界弱化也愈严重。

图片3-14 断裂沿析出相网络扩展160×近年来研究结果表明,引起稳定过热的析出相不仅有硫化物(MnS),还有碳化物,氮化物、硼化物(M23CB)以及碳氮化钛(TiCN)、硫碳化钛(Ti2SC)等。

例如Cr—Ni、Cr—Ni—W和Cr—Ni—Mo系合金结构钢稳定过热后,大量析出的主要是较细的MnS、图片3-15为35CrNiMo钢过热石状断口,图片3-16为石状断口过热小平面微观形态,是以MnS为显微裂纹核心的沿晶孔坑型断裂。

图片3-15 35CrNiMo钢石状断口图片3-16 石状断口的微观形态5000×除合金结构钢出现稳定过热外,在碳钢、9Cr18不锈钢、GC15轴承钢、60SiMo弹簧钢、高速钢等钢种也常出现这种缺陷,而且不仅沿奥氏体晶界析出,沿孪晶界也有析出。

形成稳定过热的充分和必要条件是:①高温加热使奥氏体晶粒粗化;②冷却后沿原高温奥氏体晶界(或孪晶界等)大量析出高温稳定的第二相或者存在其它促使原高温奥氏体晶界稳定和弱化的因素。

必须指出,单纯奥氏体晶粒粗化引起的过热只是一种不稳定过热;而奥氏体晶粒不粗大,单纯由大量第二相沿晶界析出引起的原奥氏体晶界弱化不属于过热问题。

2.影响稳定过热与不稳定过热的主要因素由析出相引起的稳定过热程度,主要取决于析出相的成分和析出的密度。

因此,影响稳定过热与不稳定过热的主要因素除与加热温度高低和保温长短有关外,还主要和钢的化学成分、钢中微量元素(包括杂质元素)及含量、过热后的冷却速度、锻造变形程度等有关。

奥氏体晶粒愈粗大,愈易沿晶界析出。

析出相的密度愈大,则沿晶界封闭的愈完整。

如果沿奥氏体晶界析出的密度小或不完全封闭,则稳定性小。

因此,在奥氏体晶粒大小一定的条件下,沿原高温奥氏体晶界析出相的密度大小,就决定着稳定程度的大小。

如果析出相的质点很大,但密度极低,也不易形成稳定过热。

(1)钢的化学成分及微量元素的影响由前面的例子中可以看出,钢的化学成分决定着析出相的种类,例如Cr—Ni、Cr—Ni —Mo—V、Cr—Ni—W系合金结构钢中的析出相是MnS;25MnTiB钢中由于Ti与S比Mn与S有更大的亲合力,主要析出Ti2SC、Ti(CN)等;而在高碳的9Cr18不锈钢中主要析出一次碳化物。

不同成分的析出相固溶于奥氏体中的温度不同,因而对稳定程度有重要影响。

例如MnS、AlN大量固溶的温度约在1200℃左右,TiCN的固溶温度在1350℃左右,Ti2SC在1350℃时还没有固溶。

9Cr18不锈钢的一次碳化物固溶温度也在1000℃以上。

析出相的固溶温度愈高,高温愈稳定,形成稳定过热的敏感性则愈低,但一经固溶和析出后,则很难消除。

稀土元素减少形成稳定过热与不稳定过热有重要影响。

例如25MnTiB钢中,当RE/S=1.5~2时,由于形成高温下稳定颗粒状稀土硫化物,可以细化1350~1400℃以下的奥氏体晶粒,减少原奥氏体晶界上脆性第二相(TiSC、M23(CB)6)的析出,降低过热敏感性。

(2)过热后冷却速度的影响过热后冷却速度对是否形成稳定过热及其稳定程度有重要影响,它影响着析出相的数量和密度。

冷却速度过快,第二相可能来不及沿晶界析出;冷却速度过于缓慢则析出相聚集成较大的质点,这两种情况均不易形成稳定过热。

只有在第二相充分析出而又来不及聚集的冷却速度下才易形成稳定过热。

因此相对的中等冷却速度最易形成稳定过热。

(3)塑性变形及热处理对稳定过热的影响塑性变形可以破碎过热形成的粗大奥氏体晶粒并破坏其沿晶界析出相的连续网状分布,因此可以改善或消除稳定过热。

40MnB钢自1150℃直接空冷和经热轧后空冷呈现两种不同的断口情况。

直接空冷的坯料原奥氏体晶粒粗大,析出相呈粗大的网状分布,经调质处理后为石状断口。

而经热轧后空冷的原高温奥氏体晶粒细小,析出相分散,经调质处理后为纤维状断口。

试验表明已经形成稳定过热,呈现石状断口的18Cr2Ni4WA和45钢,经重新加热改锻,当锻造比大于4时,可基本消除稳定过热的组织,获得正常的纤维状断口。

用热处理方法改善或消除稳定过热是困难的,有时是不可能的。

某些合金结构钢的试验表明:只有轻度稳定过热(即析出相密度较小,在断口上呈现细小,分散的石状情况)经二次正火或多次正火可以改善或消除。

对于一般的稳定过热(在断口上分布的石状较多,石状尺寸较大)需经多次高温扩散退火和正火才可能得到改善,而对于较严重的稳定过热(石状较大、遍及整个断面),多次长时间高温扩散退人加正火也极难改善。

根据以上分析,为避免锻件稳定过热,从锻造工艺方面有下列有效对策:1)严格控制加热温度,尽可能缩短高温保温时间。

加热时坯料应避开炉子的局部高温区。

2)保证锻件有足够的变形量,一般当锻造比为1.5~2时,便有明显效果,锻造比愈大,效果愈显著。

对模锻件来说,如预制坯后需再一次加热时,应保证锻件各部分均有适当的变形量。

3)适当控制冷却速度。

根据我们协同某厂解决炮尾锻件石状断口的体会,恰当地采用上述对策,便可以有效地避免形成稳定过热石状断口。

(三)晶粒遗传引起的稳定过热按传统的概念,钢在加热至正火温度时即发生相变和重结晶,使粗大晶粒得到细化。

但是,有些钢种(主要是马氏体钢和贝氏体钢)过热后形成的粗晶,经正火后仍为粗大晶粒(指奥氏体晶粒)。

这种部分或全部由原粗大奥氏体晶粒复原的现象称为晶粒遗传。

马氏体和贝氏体钢锻件,如果锻造加热温度与停锻温度较高和变形程度较小,容易形成粗大的奥氏体晶粒,冷却到室温后,在原来的一颗颗粗大奥氏体晶粒内,由于相变形成许多颗小晶粒,这些小晶粒的空间取向与原来奥氏体晶粒的空间取向保持一定的关系。

例如马氏体的{110}面平行于奥氏体的{111}面,马氏体的<111>方向平行于奥氏体的<110>方向。

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