求助！42CrMo工件调质后开裂，检测到表面脱碳

wanglifang600 · 发表于 2024-11-15 09:40:45

原材料牌号42CrMo、原始尺寸为315*850，我们与原材料商签订的合同为锻造比≥4，晶粒度≥5级，必须正火。加工件是曲轴，尾端部分厚度16mm。调质工艺是850度淬火保温4小时，600度回火保温4小时。工件调质出炉后发现开裂，掉落下来部分表面金相检验大量铁素体+少量珠光体，化学成分检测碳含量为0.214，标准范围应该是0.38-0.45。后检测了厚度方向金相组织，确定了是表面脱碳了。曲轴原材料组织不是很好，帮忙看看是什么原因导致的，后续我们应该如何避免呢，谢谢大家

shengxia · 发表于 2024-11-18 08:39:54

wanglifang600 发表于 2024-11-16 13:05
同样的工件一起进去了4支，只有1支出现的这个问题。一炉4支1支出问题这种发生或2-3次了，只有这次检验了 ...

就如13楼李工所说，多条不好的因素叠加，加剧了淬火开裂的风险。以下是我的一些思路
1.这个尺寸的棒料偏析在所难免的，如果有条件可以加一次正火。
2.台阶处加大倒角，来减少应力。
3.尽量少脱碳。
4.淬火前预冷时间长点。
5.控制冷却时间

ljjsunny · 发表于 2024-11-16 14:35:40

表面脱炭，840℃×4Hr，在没有气体保护的情况下，炉子密封性不好的话，出现严重的表面脱炭是必然的。
脱炭部分在淬火时形成的组织应力与正常组织的应力是不同的，会加剧开裂发生的概率。
加上退刀槽这里结构导致应力进一步加大，开裂风险再次提高。
如果使用的水性淬火液的话，浓度没有控制好，冷却速度过快，开裂风险进一步加大。

wanglifang600 · 发表于 2024-11-15 09:41:40

本帖最后由 wanglifang600 于 2024-11-15 09:44 编辑

lin1012866221 · 发表于 2024-11-15 09:47:05

检测的位置有没有脱碳、材料出厂碳含量就低。如果是脱碳，你的淬火有气氛保护吗，有的话，可以证明是调质前就开裂了；如果是芯部含碳量低就是用错料了。

wanglifang600 · 发表于 2024-11-15 10:42:40

lin1012866221 发表于 2024-11-15 09:47
检测的位置有没有脱碳、材料出厂碳含量就低。如果是脱碳，你的淬火有气氛保护吗，有的话，可以证明是调质前 ...

普通炉子，没有有气氛保护。淬火炉和回火炉是分开的，不是共用。这个温度调质工件会导致表面脱碳吗，芯部还没复检化学成分

sdytlll · 发表于 2024-11-15 13:30:53

避免开裂：改工序，粗机加工前调质。不能改的化，粗机加时平衡块与轴面连接处改为大的圆弧连接。脱碳就是淬火加热时造成的。

sdytlll · 发表于 2024-11-15 13:34:28

粗加工后调质，还得考虑预留尺寸在精加工时能把脱碳层加工掉。

shengxia · 发表于 2024-11-15 16:47:10

看下开裂处有没有夹杂物，淬火介质是什么？这个产品开裂处较薄，淬火开裂的几率较大

761632751 · 发表于 2024-11-16 11:21:32

理论上600℃回火不会造成脱碳现象；

崔孟国 · 发表于 2024-11-16 11:40:28

本帖最后由崔孟国于 2024-11-16 11:41 编辑

加工工艺错误，粗车台阶件必须要留大过渡圆弧或者斜面，直角淬火因工件厚度不同，薄地方冷却速度快导致开裂，热处理对产品形状未细致分析好，加热淬火导致开裂也有原因。

wanglifang600 · 发表于 2024-11-16 12:52:59

761632751 发表于 2024-11-16 11:21
理论上600℃回火不会造成脱碳现象；

我也问了检测的师傅，说原材料的问题比较多，原始组织状态不是很好，偏析比较严重。有没有可能是原材料的原因导致脱碳的呀

wanglifang600 · 发表于 2024-11-16 12:57:24

崔孟国发表于 2024-11-16 11:40
加工工艺错误，粗车台阶件必须要留大过渡圆弧或者斜面，直角淬火因工件厚度不同，薄地方冷却速度快导致开裂 ...

这个之前也考虑过，我们这个工件这个方式淬火了上百支，一样的加工方法，只有几支开裂了，其中一支是厚度133mm的地方也开裂了，所以我们更怀疑是原材料本身的问题。原始组织结构不是很好，本身材料也偏析。就是不知道哪些原因会导致开裂，我们要找材料商以后避免这个问题，来货我们也要做重点检测

wanglifang600 · 发表于 2024-11-16 13:05:21

shengxia 发表于 2024-11-15 16:47
看下开裂处有没有夹杂物，淬火介质是什么？这个产品开裂处较薄，淬火开裂的几率较大

同样的工件一起进去了4支，只有1支出现的这个问题。一炉4支1支出问题这种发生或2-3次了，只有这次检验了，就发现表面脱碳，原始材质也不是很好。淬火是购买的淬火液

金相门外女汉子 · 发表于 2024-11-18 09:31:52

从表面看确实有部分脱碳，我们公司热处理前后都会进行抛丸处理

热处理老马 · 发表于 2024-11-18 10:24:07

这个淬火开裂，和脱碳影响不大。。注意不要用垃圾淬火介质就可以了。水，盐水，淬火液，油都可以，看操作水平

weibo520 · 发表于 2024-11-18 14:09:52

这个淬火过程的控制是关键，特别是淬火液的搅拌

郎系天涯 · 发表于 2024-11-18 14:18:38

这种结构我们现场也处理很多，之前采用油淬过没有开裂，随后现场淬火液更换为PAG淬火液，用了大概半年左右就出现开裂，无论是使用辅助工装、调整入液温度、提高出液温度都没有办法完全避免开裂。这种结构相当于是薄台阶处与轴颈存在尺寸差异。最好的方法就是粗毛胚锻件出来的时候在这个位置车出大圆弧，或者留有双层台阶带有圆弧过渡尝试，但人微言轻并没有得到设计和机加工认可。不得已重新退回淬油，硬度不合适就采用淬硝盐。另外您的加热炉设备没有保护气氛的话，就不能把原因归结到脱碳上面了。

liuwu4520 · 发表于 2024-11-19 16:40:05

锻造是不是有折叠？加热方式是阶段升温还是直接升温？

wanglifang600 · 发表于 2024-11-23 15:04:15

weibo520 发表于 2024-11-18 14:09
这个淬火过程的控制是关键，特别是淬火液的搅拌

我们是冷却池是跟淬火炉一样大，圆形的，四周有搅拌电机这样冷的快一些

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