關鍵詞 : 顯微維氏硬度 ;碳濃度

1　情況簡介

為(wei)美國某公(gong)司(si)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)夾塊零件(jian)是(shi)(shi)嚴格(ge)按美國標準生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)密(mi)熔模鑄件(jian) ,其對(dui)零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)微組(zu)織有嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu) , 表(biao)面既(ji)不允(yun)許脫(tuo)碳(tan)也不允(yun)許增碳(tan) , 且(qie)要(yao)(yao)求(qiu)硬(ying)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)平(ping)穩(wen)過渡。但鑄件(jian)在(zai)澆注過程(cheng)中 ,雖(sui)然采取(qu)了噴(pen)霧(wu)冷(leng)卻等措(cuo)施 , 鑄件(jian)表(biao)面局部總有 0.30mm 左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)碳(tan)層 見圖 1。顯(xian)然僅靠(kao)加快鑄件(jian)冷(leng)卻速度(du)(du)來減少表(biao)面脫(tuo)碳(tan)層是(shi)(shi)達(da)不到客(ke)戶(hu)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de) , 而且(qie)加快鑄件(jian)冷(leng)卻速度(du)(du)也使(shi)鑄件(jian)內(nei)部顯(xian)微縮松缺陷增多。因此 ,在(zai)工藝上(shang)采用熱處理復碳(tan)處理 , 即在(zai)熱處理時(shi)采用有碳(tan)勢(shi)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)多用爐進行熱處理 , 碳(tan)勢(shi)控(kong)制在(zai) 0.40% 。鑄件(jian)材(cai)料為(wei)414042CrMo 鋼(gang) , 其化學成分(fen)(fen)(fen) 質量分(fen)(fen)(fen)數 為(wei) :C0.35% ～ 0.45%,Si0.30% ～ 0.80%,Mn0.70%～ 1.00%,P ≤ 0.04%,S ≤ 0.04%,Cr0.80% ～ 1.10%,Ni ≤ 0.25%,Cu ≤0.25%,Mo0.15% ～ 0.255% 。生(sheng)產上(shang)嚴格(ge)控(kong)制鋼(gang)水(shui)成分(fen)(fen)(fen)碳(tan)含量在(zai) 0.38% ～ 0.43%。對(dui)于可控(kong)氣氛熱處理碳(tan)勢(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制是(shi)(shi)否符合(he)要(yao)(yao)求(qiu) ,復碳(tan)處理的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果及(ji)硬(ying)度(du)(du)是(shi)(shi)否滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)標準要(yao)(yao)求(qiu)。筆者采用顯(xian)微維氏硬(ying)度(du)(du)檢測(ce)、表(biao)面和心(xin)部顯(xian)微組(zu)織觀察 ,結合(he)光(guang)譜分(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)(de)方法對(dui)鑄鋼(gang)件(jian)進行了復碳(tan)檢驗(yan)。

2　試驗方法及結果

每個熱處(chu)理(li)爐(lu)次抽樣(yang) 2 件進行(xing)解剖 ,檢(jian)測(ce)試樣(yang)的(de)表面(mian)(mian)及心部洛(luo)氏硬(ying)(ying)度 , 其硬(ying)(ying)度要求為(wei) 39 ～ 44HRC 。截(jie)取小(xiao)塊(kuai)試樣(yang)鑲(xiang)嵌后在 HXS21000A 上檢(jian)測(ce)從表面(mian)(mian)到心部1.0mm 處(chu)的(de) HV0.5 值(zhi) , 每隔 0105mm 檢(jian)測(ce)一(yi)點(dian).

試樣(yang) 1 曲(qu)線(xian)(xian)顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)復(fu)碳(tan)時碳(tan)濃(nong)度過高 , 經(jing)光譜(pu)分(fen)析(xi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei)0.53%, 心部(bu)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei) 0.41% 。顯(xian)(xian)(xian)(xian)微組織也顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)了(le)表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)濃(nong)度偏高 , 超過了(le)材料要求控制的(de)范圍 , 見(jian)圖(tu) 3 。試樣(yang) 2曲(qu)線(xian)(xian)顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)復(fu)碳(tan)深度不足 , 中(zhong)間(jian)出現(xian)了(le)夾心現(xian)象。經(jing)顯(xian)(xian)(xian)(xian)微組織檢驗 , 中(zhong)間(jian)馬氏(shi)(shi)體組織明顯(xian)(xian)(xian)(xian)粗大(da) , 殘余奧氏(shi)(shi)體量(liang)較多(duo) , 見(jian)圖(tu) 4 。試樣(yang)3 曲(qu)線(xian)(xian)顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)濃(nong)度低。經(jing)顯(xian)(xian)(xian)(xian)微組織檢驗 , 表(biao)層(ceng)馬氏(shi)(shi)體組織粗大(da) , 殘余奧氏(shi)(shi)體量(liang)較多(duo) , 見(jian)圖(tu) 5 。光譜(pu)分(fen)析(xi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei)0.355%, 而心部(bu)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei) 0.428% 。圖(tu) 6 所示(shi)(shi)(shi)為(wei)(wei)因(yin)熱處(chu)(chu)理(li)爐子漏氣(qi)而產生了(le)表(biao)面(mian)(mian)(mian)脫碳(tan) , 表(biao)層(ceng)出現(xian)大(da)量(liang)鐵素體。距(ju)表(biao)面(mian)(mian)(mian)0.05mm 處(chu)(chu)硬度僅(jin)為(wei)(wei) 198HV0.5, 光譜(pu)分(fen)析(xi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei) 0.27%, 而心部(bu)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)(wei) 0.418% 。根據(ju)(ju)檢測數據(ju)(ju) ,就可(ke)以對熱處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝參數進行調(diao)整 , 以達到(dao)鑄(zhu)件的(de)質(zhi)量(liang)要求。

3　結論

顯(xian)微硬度測(ce)定、光(guang)譜分析和金相檢驗(yan)的結果(guo)表明(ming) ,采用顯(xian)微維氏硬度梯度檢測(ce)方法檢驗(yan)碳勢(shi)控制熱處(chu)理的零件(jian)質(zhi)量是比(bi)較(jiao)理想的 ,對復碳表面碳濃(nong)度及(ji)復碳層深度都有很好的檢出效果(guo)。