锻造过程中的过热和过烧知识

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18Cr2Ni4WA钢严重过热后,冲击韧度由0.8-1.0MJ/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(包括亚共析钢和过共析钢)、轴承钢和一些铜合金,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;1Cr18Ni9T、1CrI3和 Cr17Ni2等不锈钢过热之后a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(见照片)。

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、Cr-Ni-Mo、C-Ni-W、C-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,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。

02

过热、过烧的鉴别方法

对过热、过烧的判定,目前最广泛应用的是低倍(50倍以下)检查、金相分析和断口分析等三种方法。这三种方法相互配合,相辅相成地使用。

(1)低倍检查

合金结构钢过热之后,在锻件低倍上表现为低倍粗晶。低倍粗晶的显示方法如下:一般采用1:1的盐酸水溶液热浸蚀。对材料纯洁度较差的电弧钢,采用10%~20%的过硫酸氨水溶液等冷浸蚀剂,效果较好。在过热锻件的酸浸低倍试片上,按过热程度不同,用肉眼可观察到:轻微过热时有分散零星的闪点状晶粒;一般过热时晶粒呈片状或多边形;严重过热时则呈雪片状。日前尚无统一的低倍检验标准。

(2)金相分析

利用腐蚀剂对磨制好的金相试样进行电解腐蚀或化学腐蚀,然后在金相显微镜下观察晶界及附近有无过热、过烧的特征,进而判定钢材是否过热与过烧。

在大多数情况下,应用饱合的硝酸铵水溶液对试件进行电解腐蚀,然后在显微镜上观察基体和晶界的颜色。过热钢奥氏体晶界呈白色,基体呈黑色。过烧钢晶界呈黑色,基体呈白色。

也可应用硝酸【10%(质量分数)】 加硫酸【10%(质量分数)】的水溶液或奥勃试剂,对试样进行化学腐蚀,效果也很好。已过热的钢在显微镜下可见到黑色断续或完整的晶界【有人认为黑色晶界是由于沿晶界析出的 MnS被腐蚀造成的),而过烧钢的晶界则呈白色。

(3)断口分析

用断口来检查材料的过热、过烧,也是一种既简便又可靠的方法。通常有两类断口,一类叫“萘状断口”,另一类叫“石状断口”。石状断口是经调质处理后进行的检查。

所谓“ 萘状断口”是典型的穿晶解理断裂;面所谓“石状断口”是典型的沿晶断型。 萘状断口可以显示晶粒的大小,但不能反映第二相颗粒沿晶界析出的情况,即不能表征材料是否稳定过热。

采用“石状断口”来评定过热则有以下优点:

1)“石状断口”表面上出现的过热小平面的大小,反映了晶粒的大小;韧窝的大小和数量多少,反映了MnS等夹杂沿原奥氏体晶界的析出情况:

2)在纤维状断口上出不出现“过热小平面”,标志着稳定过热是否开始:

3)“过热小平面”的尺寸、形状、数量及分布情况,反映过热的严重程度。

当断口由纤维状完全变为“过热小平面”(石状断口)时,就表示严重过热了,可见在韧性状态下检查钢材是否过热,是比较合理的。

例如,某厂对18Cr2Ni4WA钢过热断口进行了研究,在950℃加热时获得正常纤维状断口,在1150℃加热时,在纤维状断口基体上出现了少数分散面细小的“过热小平面”,此时开始轻度过热。随着加热温度的进一步升高,“过热小平面”增多增大,在1400℃时断口的表面全是由大颗粒灰白色“过热小平面”组成,此时为严重过热断口。

45#钢过烧组织

03

过热对力学性能的影响

对只是晶粒粗大的过热情况(不稳定过热),当试样主要呈穿晶韧窝断裂时,对力学性能影响不大;当试样呈穿晶解理断裂或沿晶脆性断裂时,晶粒越大,塑性和冲击韧度下降也越大。对稳定过热,例如晶粒粗大并同时有夹杂物沿原奥氏体晶界析出的情况,其试样断口呈穿晶韧性和沿晶韧窝的混合断裂或沿晶韧窝断裂。过热愈严重,“过热小平面”尺寸在断口上所占的比例愈大时,塑性指标和冲击韧度降低也愈显著。过热还影响材料的疲劳强度和断裂韧度,特别是严重过热时,使疲劳强度和断裂韧度下降较大。

按传统概念,钢料过热后,出现魏氏组织,使性能下降。但近来-些研究结果认为,经同样温度奥氏体化后,生成魏氏组织的试样较生成等轴铁素体加珠光体的试样有较高的冲击韧度,较低的脆性转变温度和较大的韧性贮备,过热形成粗晶,降低钢的冲击韧度,而魏氏组织则提高钢的韧性。因此,过热时冲击韧度的降低主要是由晶粒粗大引起的。

THE END
0.金属热处理3——金属材料与金属热处理工艺基本知识过热组织可通过重新淬火来消除;工件一旦过烧则只能报废。 7) 钢的表面淬火 ● 利用快速加热将表面层奥氏体化后进行淬火,以强 化零件表面的热处理方法。 ● 表面淬火用材料含碳量为0.4~0.5%的中碳钢及铸铁。 ● 预备热处理预备热处理为表面淬火作准备,以获得最终的心部组织。方法有调质和正火等。 ● 表面淬火后的组织表层组织为回火马氏 jvzquC41yy}/onnrkct/ew45dn:{dks
1.环模的材料、热处理工艺和模孔冷加工工艺(转自网络)1)加热温度过高和时问过长,锻坯呈黄白色,估计温度超过1200℃,此时锻坯易出现表层过烧,整体过热,组织粗大晶粒不均匀现象。 2)炉温均匀性差。加热过程中因温度不均匀使锻件过热或局部过烧造成品粒粗大、锻坯的均质性差。锻件尺寸越人,这种现象就越严重。在随后的热处理工艺中难以消除这种缺陷,也是造成环模丌裂的常jvzq<84yyy4489iqe0ipo8hqpvkov87412>288671383;A:66a716=6338870|mvon
2.实验一合金钢的显微组织观察高速钢过热组织特征是晶粒粗大,在晶界上还可能出现网状碳化物,这时高速钢很脆。实际工作中不能使用,为纠正过热组织,高速钢先进行退火处理,然后重升淬火.回火.高速钢过烧组织的特征是晶界有部分熔化,出现黑色莱氏体组织,过烧组织无法纠正,只能作废,在实际工作中作为生产事故处理。jvzquC41enyg|3{uw4ff~3ep1}m|‚61u{€eu8ouenmd|‚4luery38x{{ankim}y||md38x{iu4ivv
3.变形铝及铝合金典型金相组织图谱晶粒度图谱.pdf202× a)正常组织 b)过烧组织 图A.12 7055合金喷射沉积铸锭正常组织与过烧显微组织 (6号浸蚀剂浸蚀) a)正常组织 b )过烧组织 图A.13 2A12合金板材淬火正常组织与过烧显微组织 (6号浸蚀剂浸蚀) a)正常组织 b )过烧组织 图A.14 2A12合金棒材淬火正常组织和过烧显微组织 (6号浸蚀剂浸蚀) 18 GB/T jvzquC41o0hpqt63:0ipo8mvon532;7129621A6632=12?92267267xjvo
4.组织遗传对(4Cr9Si2钢)制造气门的影响内燃机配件1986年03期组织遗传对(4Cr9Si2钢)制造气门的影响,组织遗传,模压成型,非平衡组织,马氏体组织,奥氏体化,中间退火,我厂生产的气门是经电镦蒜头模压成型空冷再调质处理的,在电镦蒜头过程中,由于电镦的电流不稳定,电镦温度增高,使产品造成过热,过烧jvzquC41ycv/ewpk0pku1znmcp3OTYO3;:<159590jznn
5.干货!保证锻件质量的关键环节:热处理过程的影响与控制2. 过烧现象 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,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在热处理过程中必须严格控制加热温度,避免过烧的发生。 3. 脱碳和氧化 jvzquC41yy}/zrfplkiikwf0eqs0uyjekcr0fnyckne67A;590nuou
6.GBT3246.1GBT3246.1 2000 / — , : 本部分与GBT3246.1 2000相比 主要技术变化如下 ———增加了 号浸蚀剂; 8 ———增加了对试样检验面的规定; ———“ ”、“ ”“ ” ; 对 试样粗加工 机械抛光 和 电解抛光 部分内容进行了修改 ———在浸蚀剂用途中增加了8×××系合金; ———对铝合金过烧组织的判别进jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5361733=4328<16B>0ujzn
7.洛轴大型锻件中常见缺陷有哪些:挺起民族轴承工业的脊梁图片6-12 GCr15SiMn钢锻件过烧组织 100× 防止加热缺陷的对策是: l)严格执行正确的加热规范; 2)注意装炉方式,防止局部加热; 3)调准测温仪表,精心加热操作,控制炉温、炉气流动,防止不均匀加热。 7.白点 白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内部缺陷。其形貌在横向低倍试片上为细发丝状锐角裂纹,断口为银白色jvzquC41yy}/n‚h0ep5ecnpif{bpsncp|nppphjcpmkkjsswg~jcw~qwpgyknd3628`4=3jvor
8.GB/T13320本标准规定了钢质模锻件的金相组织评级图(以下简称评级图)及评定方法。本标准适用于经调质处理或正火处理的汽车、拖拉机、通用机械等结构钢锻件。其他产品的结构钢模锻件,也可参照使用。本标准不适用于对锻件脱碳、过热、过烧等组织的评定。 英文名称:Metallographic grading atlas and assessing method for steel die jvzq<84yyy4du{ju0eun1mjvckr07;:5:0nuou
9.GB/T3246.1对于铸造铝合金的金相检验内容有:铸造铝硅合金的变质效果的评定,铸造铝硅合金热处理过烧组织的评定,铸造铝铜合金晶粒度的评定。对于变形铝及铝合金制品的金相检验内容有:铸锭的显微组织检验、加工制品淬火及退火试样检验GB/T 3246.1-2000系列标准GB/T 3246.1-2024 变形铝及铝合金制品组织检验方法 第1部分:显微jvzquC41yy}/cwyrgfob0lto1uzbpmftf1:45=690jznn
10.火力发电厂焊技术规程DL/T86920047.4焊缝金相组织标准 7.4.1焊缝金相组织合格标准是: a)没有裂纹; b)没有过烧组织; c)没有淬硬的马氏体组织。 8焊接修复 8.1一般规定 8.1.1焊接修复分为临时性修复和永久性修复。永久性修复应按照本标准规定的焊接工作程序进行。 8.1.2焊接修复所涉及人员,应该符合本标准的相应规定。 8.1.3所有永久性修复工作jvzquC41yy}/ujkgjqu/exr1Uvgofjwf1Vxbfn4Gngiutrh142693:4448=40|mvon
11.过烧对A356铝合金显微组织和力学性能的影响【摘要】: 铝合金过烧会对基体产生无法逆转的晶体变化,往往这种变化对铝合金的损害是致命的。采用T6热处理工艺对A356铝合金在540~570℃进行试验。改变固溶温度和固溶时间,探究过烧对A356铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,A356铝合金在固溶温度为55 jvzquC41yy}/ewpk0eun0ls1Ctzjeuj1ELLEVxycn/YKIb7243722A5230nuo
12.提高金属热处理质量:揭秘退火和正火过程中的常见缺陷及其补救策略(一)过烧 缺陷表现 金属材料在退火过程中,加热温度过高或保温时间过长,导致晶界氧化和熔化,使材料的性能严重恶化,甚至报废。 过烧后的材料表面出现严重的氧化皮,组织变得粗大,力学性能急剧下降。 产生原因 加热温度控制不当,超过了材料的固相线温度。 炉温仪表失灵,未能准确显示实际温度。 操作人员疏忽,未能及时调整加热温度和保温 jvzquC41yy}/zrfplkiikwf0eqs0uyjekcr0fnyckne67>;640nuou
13.热处理工艺对A356铝合金组织和性能的影响9 路林;刘少泽;陈杼鑫;过烧对A356铝合金显微组织和力学性能的影响[J];热加工工艺;年期 10 杨荣敏;振动频率与振幅对A356铝合金组织和性能的影响[J];热加工工艺;2020年05期 11 徐年宝;ZL101材料热处理工艺探讨[J];无锡职业技术学院学报;2012年02期 12 杜青春;臧立根;董艳宾;稀土元素变质A356铝合金的研究jvzquC41yy}/ewpk0eun0ls1Ctzjeuj1ELLEVxycn/YKIb7238692>;0jvs
14.钢材碳淬火回火金相检测标准GB/T38720-2020 规范了常用中碳碳素结构钢与中碳合金结构钢的材料分类及质量要求、显微组织检验方法、淬火组织等级与显微组织评定。 标准适用于中碳碳素结构钢与中碳合金结构钢制零件淬火、回火后金相组织的检验与评定。不适用于脱碳、过烧、等温淬火等组织的评定。 jvzquC41;7=22=5;0d8c0:66894dqv4o1pkxu86437872;3cur
15.铝合金6063ET过热组织图片原文由 wrcluomo(wrcluomo) 发表:过烧:凡合金中出现过烧三角或晶界熔化,复熔球,及复熔共晶体等金相组织均谓过烧。注意那个或字这个部位有可能是磨样不好。从这张图来看,晶界熔化的现象并不明显,同时,复熔球也只有1个,但并未完全熔化。下张图是过烧:这张图上的过烧特征很明显。 jvzquC41ddy/kwxvtwsfp}3eqo4dp8yqrki0698346:`5Hxqtvhz?mjue