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渗碳表面非马氏体组织的形成机理

返回列表 来源: 发布日期: 2022.01.06

渗碳表面非马氏体组织(黑色组织)在渗碳件中是严格控制的.但如何形成的,书本上讲了很多,也有一些措施,但效果并不明显,有时按书本上的应对措施反而更加不利,我们在实际工作中发现,有时的意外,反而情况会有所改观.因此,我们有必要对非马氏体的形成机理进行反思.从我查到其它的资料来看,判断表面非马氏体可能是微小的石墨团,这是渗碳早期零件表面温度较低,在碳势较高时碳原子在工件表面附着后向工件内部扩散能力不足,凝结成细小的石墨,这与炉内结碳黑的情况有点类似。

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而当工件温度升高后,碳原子在工件表面附着后向工件内部扩散能力恢复,后面的渗碳过程就正常了,但早期形成的石墨团就会保留下来。这样就能解释很多问题:在渗碳早期时,通入氨气,只是提高了表面硬度,非马氏体的组织仍然存在;提高升温阶段早期的碳势有加剧非马氏体的现象,而升温和均温阶段碳势低时非马氏体反而少了或者几乎消失;非马氏体(黑点)周围有少量贫碳现象就是由于石墨的形成使石墨团周围的部分碳原子转变为石墨.如果是材料和工艺问题,那么应该在整个渗层内都出现非马氏体,而不仅在最外表很浅的范围内出现.以上是个人的一点看法,不知正确与否,请各位高手、同仁讨论指正.


相信只要做过渗碳的朋友应该多少都遇到过此类问题,我们习惯叫“黑色组织”,书上针对这一现象也有解释,但是实际中出现的模式并不完全类似,此类“黑色组织”认为是零件内氧化造成的,即金属内部的合金元素内氧化,是一种非马氏体组织,硬度很低,严重影响零件的使用,其他的各种说法很多,但是根据我多次的试验结果显示,该类组织跟我们原材料的纯净度和被加工零件的表面洁净度,还有加工设备和加工工艺都有关系,我但是针对进口材质和国产材质分别做过试验,进口材质很少或者几乎不出现这样的问题。我对国产材料进行分析后,制定了新的工艺,才基本上解决了此问题。

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非马氏体组织的出现,确实有时与材料的纯洁度和表面光洁度有一定的关系。一些氧化物(硅、硫、锰、铬)是容易导致非马氏体的形成,但问题是为什么只在表面较浅的范围内形成了非马氏体,实际是氧化物(硅、硫、锰、铬)在钢材中是比较均匀分布的。进口材料杂质少,纯洁度高出现非马氏体量很少,也容易采取措施控制,但不是不出现非马氏体。有的连续渗碳炉改造后提高了升温区的温度后(提高升温区加热功率,碳势维持较低保持不氧化),非马氏体量大大减少,渗碳前区少通氨气表面硬度也会很高。


去年曾看到一本杂志上有片文章说渗碳淬火后零件表面黑色组织主要是石墨,而不是以前讲的是奥氏体的分解产物(屈氏体等),如果说是由于渗碳剂中的氧向钢中扩散形成合金元素的氧化造成表面局部淬透性下降,那么氧在渗碳中是一直存在着,还会继续一直渗入,不会只出现在表面很薄的范围,再又有人发现:渗碳早期预先轻微的氧化能有较地防止非马氏体出现,按原来的理论就更难于解释了。所以说钢的纯洁度不高,氧化物(杂质)的出现是诱发非马氏体形成的一个重要原因。

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