淬火硬度達不到要求

wongkakui

我們最近干了三批活出現熱處理后硬度達不到，原因是淬火后硬度就不夠。材料為20Mn2軸管，要求硬度為HBS250-310。可是我們淬火后硬度才達到客戶要求的回火后硬度。

我們目前采取了提高淬火溫度，降低回火的溫度。但是這樣一來很擔心組織，以及內應力是否消除。淬火溫度已達到1049，回火溫度在410。求各位大俠幫忙分析原因究竟出現在哪里？

Aubergine0372

硬度不足還有其他可能的原因，比如零件出爐后至淬火前預冷時間過長，淬火時冷卻介質攪動不充分，冷卻速度不夠，又或者是因為淬火加熱過程中脫碳。
3 V6 }8 V+ d6 I感覺還是把不合格零件做金相分析，再確定解決辦法。

探索號QM

9 ~& I9 n/ h2 I4 |
20Mn2鋼標準的硬度HB100/3000是不大于187，抗拉強度785MPa。淬火溫度850/880C，回火溫度200/440C。
, L# e/ j# j6 d$ H7 v& r+ ?$ V1 m5 c如果需要HB100/3000超過250的，可以選擇20SiMn2MoV鋼材。

kumufchun

第一反應就是和3樓一樣  先看看材料行不行   
* z7 {& z' g' \) |' @其他的我是外行了 學習學習

Aubergine0372

9 C# f$ N" [- F( s9 Z' j" s4 P' D
HBS250-310換算成洛氏硬度，大概為HRC25-33.
  y0 J' h% y7 r+ Z9 P! e9 ]這個圖是http://wenku.baidu.com/view/7e70bc1bfc4ffe473368ab1a.html，百度文庫一篇長安大學學生做的實驗報告中截取：
) ~+ T6 q. `0 X5 i: Z: m
% ]4 B0 [; T: b4 i% _% m2 Z按照這個實驗報告上說的，20Mn2淬火（880℃）+低溫回火后，硬度完全可以達到要求。
2 }2 q) ]7 z1 b' w6 c6 ]  L- t' V7 |; `另外20Mn2這種材料，淬透性較高，但是淬火過程中有過熱、脫碳敏感性傾向。
你僅僅是提高溫度的方法不一定會增加奧氏體均勻化程度，相反容易產生過熱甚至過燒現象，另外如果熱處理氣氛控制不好也容易導致其表面脫碳嚴重硬度不足。
; @9 J$ }3 V3 H$ q9 B; Z其次淬火不僅有加熱和保溫，還有冷卻過程，應該綜合分析。
仍然建議做金相檢驗，否則僅憑想當然地去改動熱處理工藝，或許適得其反。
  ]# i! b. n& U; J
另外這篇帖子提到了20Mn2材料，淬火后的低溫馬氏體容易轉變為鐵素體，所以務必注意出爐后至淬火前的預冷時間，防止空冷導致鐵素體的產生。http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=22843

wongkakui

看了大家的評論，都相當專業。首先，預冷時間是沒有變化的。其次冷卻速度以及冷卻均勻的情況也沒有變化！看了大家的評論，目前考慮的只有兩種情況了。1材料2脫碳問題！現在金相已經去做了，只是結果還沒有到我這邊 ！還是感謝大家

Aubergine0372

探索號QM 發表于 2013-7-28 11:40
20Mn2鋼標準的硬度HB100/3000是不大于187，抗拉強度785MPa。淬火溫度850/880C，回火溫度200/440C。
6 G+ u; G3 L4 R- _3 e: B如果需 ...

8 ]+ r' M0 m7 [! R- t5 z) n; ~GB/T 3077-1999 《合金結構鋼》中對于20Mn2的性能這么說：

HB10/3000≤187是在退火或者高溫回火狀態下的硬度，這樣的話其組織應該是F+P或者回火索氏體。
4 f  J: P7 e. w( b如果采用淬火+低溫回火使其組織為馬氏體的話，是可以達到HRC25以上的，塑性和韌性降低，硬度和強度增大；又或者采用滲碳淬火的工藝使其達到硬度要求。
6 H' }4 ^2 Q, q, {所以20Mn2是否能以馬氏體組織使用？又或者說你提到的“強度增加了9%-35%”結果是什么？
另外樓主提供的信息量太少，沒有說這個零件的使用工況和對材料的要求，單單一個硬度很難引申出其他討論。
. Q+ J8 d  l: _0 x' G! S4 i' a既然現在在使用20Mn2，那當初選用這個材料和制定工藝時，必然是經過一定的驗證的，可以達到要求。如果因為其中幾次硬度不達標且懷疑是熱處理加工中有問題就更換材料是不是有點隨意？

wongkakui

Aubergine0372 發表于 2013-7-28 14:55
HBS250-310換算成洛氏硬度，大概為HRC25-33.
/ t2 R, b7 K( y* I; `4 ~5 H這個圖是http://wenku.baidu.com/view/7e70bc1bfc4ffe473368a ...

不知道為什么報告一直沒給我們班組。我們增加淬火保溫時間后，情況有所好轉。有兩種產品，一種是壁厚16mm的，這種產品達到了要求。另外一種19mm的硬度依然偏低。當然19mm的已經比16mm的保溫時間長了！

Aubergine0372

wongkakui 發表于 2013-7-31 21:07
" _& ^2 f) v$ E: k4 e0 s+ w不知道為什么報告一直沒給我們班組。我們增加淬火保溫時間后，情況有所好轉。有兩種產品，一種是壁厚16mm ...

增加淬火保溫時間后情況有好轉，說明增加了奧氏體均勻化程度，之前保溫時間不夠，奧氏體組織不均勻。
另外想問問，你們的淬火溫度提高到了1049，是否有過熱現象產生？
. i+ G' [+ l: W( w% P

luhaidong818

學習了