浸炭焼入れは、実際には浸炭+焼入れという複合プロセスである。同じ設備で完結するこの2つの工程は、生産現場で最もよく遭遇する工程であるため、私たちはこの2つを一緒に語ることが多い(ただし、浸炭空冷、浸炭徐冷、再加熱焼入れ工程、二次焼入れなどもある。プロセス)そして、生産現場で遭遇する望ましくない現象のいくつかは浸炭の問題であり、いくつかは焼入れの問題であり、いくつかは浸炭と焼入れの複合効果の結果である。
すべての熱処理工程は、加熱、保温、冷却という3つの核心問題から切り離せないことを私たちは知っています。具体的には、加熱温度、加熱速度、保持時間、冷却速度、そしてもちろん雰囲気の問題です。そのため、何か問題が発生すると、習慣的にこれらの側面から原因を分析します。

浸炭焼入れでは、製品の表面外観、表面硬度、芯部硬度、浸炭層深さ、(有効硬化層深さ、完全硬化層深さ)金属組織、変形などの指標を試験することが多い。これらの指標について、それぞれ私の見解を述べよう。
1.外観の問題 1.酸化スケール:これは主に装置の漏れ、キャリアガスの不純物、水分によるものである。装置や原料から原因を探る必要がある。
2.もう一つの最も厄介な問題はシミの問題で、これも現代の熱処理に求められる新たな難題である。理由は複雑で非常に奥が深い。
2.文句なしの硬度 1.高硬度(論外)
2.硬度が低い:2つの状況があり、1つは不適格な浸炭である。浸炭層が浅すぎて図面の要求を満たしていない(浸炭層が浸透していない)、または選択された検出スケールが既存の浸炭層の許容範囲を超えており、浸炭層が破壊されるなどの理由が考えられます。
解決策しみ出しを補充し、検査定規に従う。JBT6050-2006「鋼部品の熱処理硬さ検査通則」浸炭層の深さは、実は温度、時間、炭素ポテンシャルの関数である。上記の要因から、加熱温度を高くする、保持時間を長くする、浸炭ポテンシャルを高くするなどの方法が考えられます。(もちろん、各パラメーターの調整は、自社の設備や製品の要求と十分に組み合わせる必要があります)また、表面に馬以外の組織が存在することが原因である場合もあります。また、硬度が低い場合、つまり浸炭は適格だが焼入れは不適格という場合もあります。一般的には焼入れを行わない。熱処理は4分の3を加熱し、4分の7を冷却する。また、冷却工程が熱処理工程で占める位置も反映している。
以下は私が考案した比較試験です。冷却が硬度に及ぼす影響について議論することができます。
材質は異なるが、同じ仕様・寸法のテストバーをΦ20mmX100mmの大きさで3グループ用意する(20Crテストバー1号、20Crテストバー2号、20CrMnTiテストバー3号と呼ぶ)。(20号鋼試験片を1号、20Cr試験片を2号、20CrMnTi試験片を3号とする)これらの試験片を同じ工程で同じ熱で浸炭する。3本の試験棒の浸炭層深さを0.7mmとする(ps:この仮定は理想的な状態でのみ成立する)。
以下の条件を考慮してほしい:
a.同じ条件での仕上げ焼入れ
b.急冷媒体は、低速油、高速油、透明な水、塩水である。
c.攪拌なし、および攪拌と急冷を集中的に行った同じ培地で、3本の試験棒をそれぞれ2つのグループに分けて試験を行う。
浸炭終了後、Aグループは800度で焼入れ、Bグループは860度で焼入れする。硬度の高い順は?硬化層(550HV1.0を限界とする)の深いものから浅いものへの順序は?同じ材質のテストバーを2本採取し、比較試験した場合、どちらのグループの焼入硬度が高く、有効硬化層深さが深いか。
上記の試験結果から、浸炭層の深さと有効硬化層の深さは一致せず、実際の硬化層の深さは、材料の焼入れ性、焼入れ温度、冷却速度に影響されると結論づけることができる。冷却媒体の冷却特性と焼入れ強度も焼入れ効果に影響する。以上、people's views, if there is any incomplete, you can add.もちろん、部品のサイズ効果も焼入れ効果に影響する。
経験豊富な検査員であれば、他の検査方法を整理して組み合わせることで、硬度が低い本当の原因を突き止め、それを解決することができると思います。職人として、従来の金属原料の特性を熟知していれば、独自の設備や媒体の冷却性能は一定の認識に達しており、浸炭焼入れ工程の策定に大いに役立ちます。
3.硬度ムラ:炉温度の均一性(浸炭の均一性に影響)、設備構造、雰囲気循環、炉負荷、(浸炭層の均一性に影響し、同時に焼入れの均一性に影響する。)
4.コアの硬度が不適格。高すぎる:焼入れ温度が高すぎる、材料の焼入れ性が良すぎる、炭素と合金の組成の上限が高すぎる、中程度の冷却速度が速すぎる。芯部硬度が低い:その逆。
共有例:20#鋼1.5mm製品、要求:浸透層0.4mmコアHV250、同業界の一部の友人は、要件が不合理であると考えている、(誰もが20#鋼スラブマルテンサイトの最高硬度はHV450-470であることを知っている必要があります)この問題を解決するために、我々はまず、この材料の特性を理解する必要があります:焼入れ性と硬化性を含む。
そして、焼入れ効果に影響する上記の要因を組み合わせ、加熱と冷却の方法を見つける。この場合、材料は決まっている。焼入れ温度と冷却速度から方法を考えます。このメーカーはたまたまオーバースピードオイルを使っている。焼入れ強度を下げても要件を満たさない場合は、焼入れ温度を下げることもできます。方法です。
やはり同じ文章で、860~760度、(温度があるレベルまで下がると、コアの過冷却オーステナイトから一定量のフェライトが析出し、この時に硬さが低下する。温度が下がれば下がるほど、析出するフェライトの量が増え、硬度が低下する。
ここで注意点がある:既存の設備の条件を十分に組み合わせ、浅い浸透性の特別に有利な指標について騒ぐ必要がある。
3.浸炭層または有効浸炭層は深く、浅い。
先に述べたように、浸透層の深さは温度、時間、炭素濃度の総合的な関数である。この問題を解決するためには、まず加熱温度、加熱速度、保持時間、冷却速度、そして炭素層の炭素濃度勾配の制御から始めなければならない。温度が高ければ高いほど、時間が長ければ長いほど、炭素ポテンシャルが高ければ高いほど、浸透層は深くなり、逆もまた同様である。
しかし実際には、そのような単純な話ではない。浸炭プロセスを設計するには、設備、炉の能力、油の特性、金属組織、材料の焼入れ性、浸炭層の炭素濃度勾配、冷却速度なども考慮しなければなりません。その他にも多くの要因がある。これは前回の低硬度の状況を参考に分析できるので、深くは説明しない。
第四に、金属組織
過剰なマルテンサイト:原料の結晶粒が粗いか、焼ならしを行っておらず、浸炭温度が高すぎる。解決策:焼ならし、または複数回の焼ならし(焼ならし温度は浸炭温度より20~30度高くすることを推奨)可能であれば、浸炭後徐冷し、その後再加熱して焼入れすることも検討する。
過度のパラリンピック:焼入れ温度が高すぎ、オーステナイト中の炭素含有量が高すぎる(炭素ポテンシャルが高すぎる)。解決策完全拡散と条件許可は、焼入れ温度、高温焼戻しと再加熱焼入れ、または極低温処理を減らすことができます。
過剰な炭化物:オーステナイト中の炭素含有量が高すぎる(炭素ポテンシャルが高すぎる)、冷却プロセスが遅すぎる、炭化物が析出する。
解決策:十分に拡散させ、冷却速度をコントロールし、浸炭と焼入れの温度差をできるだけ小さくし、低温または亜温度焼入れをできるだけ使用しない。このプロセスを使用しなければならない場合は、炉負荷を制御しなければならない。同じ設備を920℃で浸炭し、820℃で焼入れする場合を想像してみよう。炉の容量は1000kgと600kgで、冷却速度は同じ?どちらが時間がかかりますか?どちらの炭化物グレードが高いですか?
ファイブス馬以外と内部酸化
内部酸化:鋼中のクロム、マンガン、モリブデンなどの合金元素と大気中の酸化性雰囲気(主に酸素、水、二酸化炭素)との反応であり、マトリックス中の合金元素が枯渇し、材料の焼入れ性が低下する。顕微鏡で見ると黒い網目構造が見えますが、その正体はマトリックス中の合金元素の枯渇と焼入れ性の低下によって得られるトルースタイト組織です。
解決策としては、媒体の冷却速度を上げる、焼入れ強度を高める、炉内の酸化雰囲気を減らす(浸炭原料・副原料の純度を確保する、バランスエアの量を最小限にする、バランスエアの含水率をコントロールする、設備が漏れないようにする。十分な排気)従来の設備では解消が難しい。低圧真空浸炭設備は完全に撤廃できると言われている。また、強力なショットピーニングにより、内部酸化レベルを下げることができる。
何人かの専門家の意見を読んだが、炭窒化の過程でアンモニアが過剰になると、深刻な馬の不成立の原因にもなるという意見もある。私自身はこれに対して異なる意見を持っている。もしかしたら、アンモニアに含まれる水分が過剰になることが原因なのでは?私は多くの炭窒化工程に触れてきたので、製品を検査しても明らかな非馬組織は見つからなかった。(しかし、この見方が間違っているとは思いません)海外の機械産業の中には、特に歯車産業など、内部酸化を重要視しているところもあります。国内では、一般的に0.02mm以下の深さが適格とされている。
非マルテンサイト系:焼入れ後の浸炭や焼入れの問題により、浸炭層の表面にフェライト、ベイナイト、もちろん内部酸化型のトルースタイトなどの非マルテンサイト組織が現れる。発生メカニズムは内部酸化と同様であり、解決方法も同様である。
シックス変形問題
これはシステムの問題であり、熱処理に携わるスタッフにとって最も厄介な問題でもある。それは原料プロセス冷却媒体のいくつかの側面から保証されています。上記の内容はあくまでも個人的な経験です。矛盾があれば、訂正していただいて結構です、ありがとうございます。