KmTBCr20Mo生产方面的问题?(附金相图)

jzgood

1 @3 w5 E, s/ j" ^$ Y5 f我们公司生产的KmTBCr20Mo耐磨锤头，一直以来耐磨程度不稳定，公司只做洛氏硬度的检验，用直径25mm的试棒测定的，没有做过韧性试验。
这个月我用同一炉的铁水在小包内试验了四种变质方法，用10*10*55的试块测定了一下冲击和硬度，结果冲击韧性只有2J/cm2,硬度只有洛氏40左右。
四种变质方法也没有大的区别，另外，值得注意的是：试块断口晶粒非常粗大。当时浇注温度没测定。
+ J8 Y! ^. J" r0 D成分和金相，热处理工艺如下，成分：
成分        C        Si        Mn        Cr        S        P        Mo
, T( O' {# u0 ^: d% F含量        2.92        0.83        0.9        20.8        0.03        0.04        0.7
/ I! K" M9 q, E: X. ^' P$ p/ b热处理工艺：1050度保温4小时出炉风冷，至200以下入炉，回火温度460度保温6小时出炉。
, ]& b$ S7 i- g. b铸态硬度：在直径25mm的试棒上实验，洛55，淬火态没有试验记录。
回火硬度：在冲击试块上试验，洛38-45
铸态金相和回火金相见附件。
) B7 k  m$ L; n0 D因本人是新手，目前正在自学理论，有很多弄不懂。比如：耐磨材料的共晶度如何计算？附件上铸态金相为何有那么多的奥氏体枝晶，为何应该有的六方形碳化物为何不见?
请高手从理论上或金相上帮我分析一下失败的主要原因，因不懂原理，试验的代价太大了！

goodluckdog

这个属于高铬白口铁，你们的化学成分是否有问题，我目前不清楚，因为我手头资料不在身边。

  l* @2 @% d, m! o8 Z有几点我要提出：

1》 硬度一般与耐磨性成正比，但是，对及高的硬度就不一定了。我印象没错的话，1050度是最高的硬度值，1000度是最好的耐磨性的温度。
( b' p, D; s+ P) I$ w
# w2 e7 d5 J2 l- l/ d8 _2》对于高铬白口铁，一般是基体组织+碳化物颗粒（M7C3型和M23C6型，因为这两种的硬度高于M3C型碳化物，M为Fe或Cr），但是为了提高耐磨性，基体组织一般是马氏体。我不明白你们为什么还保留奥氏体的存在，我建议你们进行深冷处理，使得奥氏体转变为马氏体，耐磨性绝对提高。还有你们的耐磨性不稳定，可能与残余奥实体含量不同挂钩。

3》硬度一般要超过60HRC，基本在64HRC才对，你们的硬度过低了。
; b2 Q* N& s/ ^5 v  B2 `
4》你的热处理工艺，应该属于去稳处理，不应该保温那么长时间的，2min/mm，我记得不错的话，那么计算下来，就只有1个小时就足够了，保温时间过长，不太好。对于你说的枝晶较多，碳化物颗粒少，与保温时间挂钩。你仔细去查查时间吧，这个有问题。

5》对于金相照片，第一张看不清楚，第二张勉强能看到枝晶，第三张的碳化物成条状，而基体组织根本看不到，放大倍数不够。碳化物最好成颗粒状，且是球状，你要在高温保温，且进行震荡处理，以保证碳化物变化成球状，温度应该在20度+A3线。

worker

) p; z- G) P! b5 ?( I1 O
1:此成份共晶点约为3.2%碳.属亚共晶合金.
2:980-1020保温度4小时,空冷.200-300度2小时炉冷.HRc可达62.
3:此成份只有M7C3型碳化物.
: z+ h* q7 _* F, j1 X# I4:对于铸态组织有少量的奥氏体是正常的.对于你的成份组织:初晶奥氏体(少量马氏体)+共晶体(碳化物M7C3+奥氏体).
/ Y( s9 `7 f; l3 n* F1 T: |4 X5:在含铬20%的高铬铸铁中共晶碳化物不可能以球状存在.在显微镜下共晶碳化物以特有的弱空心六角形和碳化物呈不规则片状.针状.(六角碳化物被横.斜切)
# f, c$ R3 S6 y  ^6:对于淬火及回火后的组织:共晶碳化物M7C3+二次碳化物+马氏体+残余奥氏体.
$ k) H2 m. V/ t+ n. l/ A- l7:金相不清楚:a:用侵蚀剂4%硝酸酒精溶液.b:放大倍数低.铸态.250X.  回火后500X.

castengineer

楼上谈的比较准确.但解决问题.最好把件的图片和其它情况谈的再细一些.

jzgood

4# castengineer
) f9 n1 F$ Q3 c( W, E一、熔炼设备：500公斤的中频炉。
二、承德钒钛生铁加上铬铁，钼铁，铜，锰铁熔炼。
) V; |5 X! ]$ d3 Y三、大包小包同时进行变质变质后成分：
成分        C        Si        Mn        Cr        S        P        Mo        Cu        V        Ti
含量        2.92        0.83        0.9        20.8        0.03        0.04        0.7        0.7        未检        未检
四、变质剂的加入量：稀土硅铁为0.4%，硅钡0.2%
* Y; T% h5 _0 G/ _$ }% a! i0 _" ^五、产品是160*160，120*120的方锤头。
& i# }" c" Q' X  M5 W对于二、三楼的前辈的回复本人非常的感激，不过还有一些疑问和解释，比如：
1、在成分方面，是否应该提高碳含量，增加碳化物的含量，抑制奥氏体的出现？提高到3.2是否会增加铸件的脆性？
2、如何进行深冷处理？
, @6 p7 {3 [  {3、1000度淬火有最好的耐磨性是否有依据？如果没有较高的硬度如何保证耐磨性？1050度保温，460度回火的工艺我经过很多次的实验得来的。
, J2 s( [- l/ M( R7 R4、我传的照片确实不太清楚，没办法，因为显微镜太老了，而且是用相机拍的，各位抱歉了！不过如三楼说的，能看出奥氏体枝晶和碳化物的形态，除了碳化物其余的是残余奥氏体和回火马氏体，二次碳化物量很少，所以回火后铸件的性能并没有得到提高。
1 J0 D' Z4 T* r5 U0 ?. m$ g* E2 I5、各位，目前我应该从哪些方面切实进行改进，来提高硬度和韧性？请给新手提点建议！

castengineer

+ r3 F8 H  P( {- y. z3 A7 V
& [+ N+ ?* \# E4 |( c1:提到3.2%,搞不好要有初晶粗大碳化物产生.
; z% |! t3 h' e5 G" ?: E2:做为一个锤头没必要深冷处理.
3:你谈的460度回火对此合金可产生最高硬度值HRC64度左右是事实.但作为锤头的"失效"应考虑基体对碳化物的嵌镶能力.我认为应该降低回火温度.保留一定的残余奥氏体的基体对碳化物的嵌镶能力,会有一定作用的.
* V9 W7 c- l( v/ Q  F* w4 ~% i4:增加淬火温度会使奥氏体碳饱和浓度增加,但对于高铬铸铁也更会使马氏体点变化.残余奥氏体增多.而单用残余奥氏体分解提高硬度是有限的.
! l1 Y, o% Z: y; P; v: W5:最好把金相图片搞清楚.就这么交谈往往不解决问题.因为"不视庐山真面目"不好下手.
2 o8 Z0 [* X9 q. {% J1 p+ x/ ^* C初步看:
1:铸件金相和淬火金相不清.不好具体分析.
2:大体看淬火温度高,残奥多.单靠回火效果不会好.
3:已经变质处理,还晶粒粗大.那浇注温度还是控制一下为好.有问题也好分析.
几点看法.供参考.

jzgood

看得出上一楼castengineer前辈分析的很有分量，我也有同感：
) j. @$ I, W, i& E1、虽然显微镜差，但是金相我会试着再拍一些比较清楚的上传，请大家能帮忙分析！
2、以前单单追求硬度，忽略了基体的韧性，这个成分淬火温度选择1020是否合适？回火温度如何选择合适？
6 _# Y3 `8 H  Z8 _3、浇注温度我已经注意到了，现在的浇注温度我控制在1400-1350度，晶粒已经细化了很多。同样的成分我们刚生产的铸件重量为210公斤，厚240mm，长570mm，我把浇注温度降低到1350-1300可否？

castengineer

1:此合金熔点约为1295-1305度.厚大件可以在1345-1360.加强孕育.
* X  P/ P- m6 y2:淬火温度:980-1000,减少残奥数量.回火温度:250-300.

jzgood

8# castengineer

+ `1 Y& L. D9 W/ \8 I4 c0 G昨天试验了厚大件在1360度以下的温度进行浇注，但是铁水冷却也很快，尽管加了大包包盖，粘包很厉害！这样的温度浇注不太好操作！
* _4 B$ z  K" t" c另外我传上两张金相照片，我认为还比较清楚，希望金相方面的行家帮忙讲解一下，这是11.30日浇注的，一张是铸态的，一张是淬火的，铸件还正在回火炉内。
浇注温度为1400-1350度。
淬火工艺1050*4，回火工艺460*6
2 J) e: t# @. |7 S* Z: x至于castengineer建议的处理工艺我正在进行试验验证！
感谢大家的热情回复！

castengineer

1:铸态奥氏体枝晶粗大.枝晶间的共晶碳化物形态看不太清.用的什么侵蚀剂.
2:淬火的初步看不出异常.最好淬火的:125X  25OX  500X各一张.

jzgood

10# castengineer
7 v" o1 a7 |! a12月1日生产的锤头已经淬火了，直径25mm的试棒金相见附件，这次照的应该比较清楚！
castenigeer老师请评判。
: V' `. P0 Y& J$ I% {/ _另外，240*570的厚大护板已经生产出来，化学成分是同上，Cr20的，
C:3.09,Si：1.1，Mn：0.64，Cr：20.9，S:0.034 , P:0.029 ，Mo：0.7%，Cu：0.7%
/ q& ^5 z8 t2 P& X& a大包变质剂：0.11%（含量）硼铁， 0.5%（加入量）重稀土变质剂
) @. ]: H+ Q8 g! n7 X% e- w注：硼铁是按照0.11%的含量和50%烧损计算加入的，并不是化验出来的，不准确。
4 d% X3 ?4 y3 R4 `这个护板是新产品，因为太大，太厚怕淬透性不好，所以用硼铁变质，期望以此增加其淬透性！
护板的热处理工艺依照以前的，1050度淬火，460度回火是否合理？如果有更合理的，请指教！
期望您的回复！

castengineer

金相图这次比较好.
一:对于加硼有不同看法.硼提高淬透性,通常对于碳素钢效果比较显著.对于高铬铸铁要提高淬透性还是要以钼为主.你的含钼量有点低.应在1.5-2.5%之间为好.这样可以确保锤头完全奥氏体化后在空冷过程中由表及里的完全转变为马氏体.(下面要谈马氏体点)而加硼:
# S3 N* t0 U: x( v. D1:碳化物硬度低于M7C3.
2:它对淬透性的作用是抑制铁素体晶核形成.在高铬铸铁中无此相变过程.
% |+ J3 `' z6 a. ?2 v* Y% A8 `3:会形成硼的碳化物.影响冲击韧性.
4 D; W+ ^; o2 p0 g3 |二:对于你的1050度淬火有点异意.按高铬铸铁的马氏体点的推测.1050度淬火,大约在零上70-80度之间.1000度淬火,马氏体点约为零上138度.这样建议你在980-1000度淬火.主要是是淬火后残奥少.
0 ]9 ^; ~) E+ G' W6 e; V5 B三:增加回火温度在你这个成分.只能增加1.0-1.5度而已.
供参考,