718锻件调质处理后开裂?

chen2424 · 发表于 2011-5-7 13:44:54

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一件718锻件,经过锻造-退火-开粗-调质处理后,锻件开裂,请大家分析下原因

hwmd_zhj · 发表于 2011-5-7 14:38:47

个人感觉应该是锻造裂纹，可能锻后冷却做的不好，退火不及时不到位，看裂纹的状态不像是材料的问题。

hwmd_zhj · 发表于 2011-5-7 14:40:39

还有一种可能就是调质的时候淬火温度偏高

chen2424 · 发表于 2011-5-7 14:56:43

回复 3# hwmd_zhj

此锻件是经过退火后粗加工,然后进行调质.
淬火温度860
回火温度600

周周 · 发表于 2011-5-7 19:25:20

一、热处理因素
1、该件较大，厚薄相差较大，材料合金含量较高、导热性差，若不控制加热速度、加热速度太快，可产生较大拉应力，在应力较集中的边角部位形成微裂纹，（严重者升温时就形成宏观裂纹，我单位有3.5吨高合金件曾在退火加热时即蹦裂、声音很大，工件崩为两半、间距50。）微裂纹在淬火时形成宏观裂纹。
2、淬火介质选择不当，烈度太强。
3、回火快速加热也可能引起回火裂纹。淬火后组织为马氏体，工件处于膨胀状态；回火时，工件在100℃左右时发生第一次收缩，300℃时发生第二次收缩。若快速加热，表层收缩、内部膨胀，致表层受张力而发生裂纹。
4、回火冷却不当也有可能产生裂玩。
二、锻打及原材料因素：锻造缺陷，原材料夹渣、夹杂。
建议：
1、化验材质，寻找裂纹源，做低倍检验，排除锻造、原材料因素。
2、低倍检验确认是淬火裂纹还是回火裂纹。最大可能是淬火裂纹。
3、合金含量较高件容易忽视的是升温速度。控制加热升温速度，不大于50~70度/小时。回火在300度以前也应该缓慢加热。注意回火冷却方式。
4、适当加大楞角，有资料介绍，纯棱角是平面应力的10倍，R5减半、R15可忽略。
个人浅见，不一定全面，如加热保温时间也要比普通钢延长。仅供参考。

admin · 发表于 2011-5-10 09:44:10

此锻件现由第三方进行处理，大家谈谈取样应该由谁来做，取样位置应该如何来定？

sunny2008 · 发表于 2011-5-13 10:40:33

应该是淬火裂纹

钢件在完全淬透时，工件的中心和表面都得到马氏体组织，内外硬度相近，但工件和中心的组织转变不是同时进行的。由于淬火时表面冷得快。先发生奥氏体向马氏体转变。等表层马氏体已完成时，中心才开始进行奥氏体向马氏体转变。由于马氏体比容大，最终形成的组织应力在表面形成拉应力，心部形成压应力。同时由于冷却的不同时性，热应力则是表面压应力，心部拉应力。截面相差大，当表面的切向拉应力比轴向拉应力大，而且超过钢的破断抗力时，便可能形成由表面向内部的纵向裂纹。

此模具由于应力集中造成开裂，这主要是由于模具的几何形状和截面变化引起。当钢件上不同部位的截面尺寸相差很大时，容易使不同部位冷速差异大，不同部位马氏体相变的不同时性加大，组织应力增大，形成淬火裂纹，应力集中部位一旦产生淬火拉应力，则会使拉应力在局部位置急剧增加，当应力超过材料脆断抗力时，则造成了模具开裂。

以上只是个人观点，仅供参考！

合金钢 · 发表于 2011-5-14 09:01:03

回复 1# chen2424

看了几个朋友的回复，分析得比较透彻，非常赞同他们的观点，也是学习的过程。
　　从照片的裂纹形态看，可补充一下看法。这样的工件热处理开裂，应该主要有三点：一是原料原因；二是淬火激烈、淬火方式原因；三是回火及时性原因。
　　如果排除原料原因单从热处理原因分析，开裂处为两个小载面处，大截面加工后凹面处。
　　大截面与小截面变化较大部位，形成马氏体组织速度不一致，如果冷却速度过快或终冷温度控制不当，很容易产生裂纹。
　　在大截面凹面，锻后加工量比较大，在此处无论的锻造比、化学成分、组织形态等都比较复杂，一但有某些热处理不当因素影响，很容易生产开裂。
　　如果回火不及时，也能产生这样的问题。不一定准确，交流。

chen2424 · 发表于 2011-5-14 14:59:31

本帖最后由 chen2424 于 2011-5-14 15:02 编辑

回复 8# 合金钢

此模具的锻件我们都经过探伤，是没有问题的。我们的分析也是热处理过程引起，一是加热速度快，二是冷却方式的问题。此模具淬火后使用的淬火液是水基淬火介质，浓度为18%。淬火结束后打了硬度，中间一条裂纹是淬火过程中产生的。两边两条是回火过程中产生的。这样的718模具加工到这样的程度我们认为最好采用油作为淬火介质。

chen2424 · 发表于 2011-5-14 15:06:58

现在开裂处进行了取样，具体位置如下：

合金钢 · 发表于 2011-5-14 22:37:57

回复 9# chen2424

哈！我提示你一个问题，探伤检测不能作为热处理最终质量问题的标准。还要看进一步检验结果。

合金钢 · 发表于 2011-5-14 22:39:12

回复 10# chen2424

取样后，你知道如何进行检验吗？

chen2424 · 发表于 2011-5-15 09:52:44

回复 12# 合金钢

这个试样是热处理厂取的，要做金相分析。

chen2424 · 发表于 2011-5-24 09:20:27

现在把试样锯开后的形貌如下:

合金钢 · 发表于 2011-5-24 20:37:54

回复 14# chen2424

从裂纹解剖断面看，它是淬火裂纹，在回火前已经开裂。但不能看到实际工件，对裂纹的判断不一定准确。
　　从断面看，在冷却液中已经开裂。冷却激烈，而且时间过长是其中一个原因。至于是否是淬火前已经开裂，或者是加热，或者是原料问题，还需要进一步检验。
　　最好把操作工艺和实际操作记录传上来，以便进一步分析。关于如果进一步检验，再详细看一下断面照片，然后回复你。

lbaoyi · 发表于 2011-5-25 08:51:59

锻后探伤没有缺陷，裂纹应该是加热过快或者淬火太激烈了，这种模具钢最好用油调，别用水。还有感觉最上边的两处裂纹与截面过渡太大有关，锻后加工余量有点小吧？过渡圆角一定要大一些。

chen2424 · 发表于 2011-5-27 07:35:57

回复 16# lbaoyi

现在成分化验碳含量偏高0.03，不知影响有多大？

热火流苏 · 发表于 2011-5-27 11:22:48

本帖最后由热火流苏于 2011-5-27 11:26 编辑

本人有幸受热处理厂委托，对此开裂的模坯进行了粗浅的分析，包括低倍、光谱成分分析，化学成分分析及金相组织的检测，检测中发现的一些问题逐一向大家汇报，供大家交流讨论。
一：成分检测结果
元素                C          Cr             Mn    Mo                Si                S                      P                   Ni
GB/T 1299-2000 0.32~0.40 1.70~2.00    1.10~1.50    0.25~0.40    0.20~0.40    ≤0.03                ≤0.03          0.85~1.15

光谱法测定结果 0.439/0.428 1.64/1.66    1.13/1.13    0.259/0.258 0.490/0.485 0.018/0.014    0.025/0.024    0.79/0.78

化学法测定结果 0.423/0.428    1.49             0.669          0.266                /             0.008/0.009             /                         /
附加说明：化学法检测中因使用的水质和标样问题，合金元素含量的测试结果可能有较大误差，仅供参考。
光谱成分分析的结果表明，此模坯原材料的化学成分有多项不符合GB/T 1299-2000中3Cr2MnNiMo（718）钢规定的成分值。
待续

热火流苏 · 发表于 2011-5-27 11:38:22

二、取样
取样是比较关健的一项工作，在细致观察裂纹形态后，发现有一处位置，是二个侧面裂纹的交汇处，在此取样。附图：

热火流苏 · 发表于 2011-5-27 11:53:32

从大件中割出一小块后，再在附图红线标注的地方切取试样。

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