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金属热处理表面脱碳组织研究
来源: | 作者:鼎言热处理 | 发布时间: 2021-04-19 | 1011 次浏览 | 分享到:
26MnB5850度加热保温,再降温至770度保温后淬火,表面脱碳组织如下:
用该样继续经过850度加热保温,再降温至730度保温后淬火,表面脱碳组织如下:
从上图可以看出不完全是再加热扩散造成的。第一次的加热淬火后,表层大约有120um的脱碳层,在第二次850°加热时,如果保温只有30分钟,这个碳原子的长程扩散到表层是很困难的。 

第一次淬火后的表层全脱碳,相当于纯铁,在850°加热,表层部分的奥氏体是不完全的,只有一少部分的铁素体转变为奥氏体,其余是未溶,部分转变的奥氏体和未转变的铁素体之间有碳的短程迁移,从铁素体里面扩散到奥氏体,使得奥氏体碳含量升高,超过0.0218 的碳含量即可在随后的淬火后,形成板条马氏体。这就是表层有未溶铁素体和板条的混合组织的原因。
另外,在第一次淬火后,因表层全脱碳,在淬火后形成表层拉应力,再第二次的加热时,在拉应力的作用下,未溶铁素体在高温下发生晶粒吞并,大吃小,凹吃凸,晶粒涨大。
这里先要了解一个规律,钢的脱碳是氧气从钢的表面通过晶界路径向内渗透,高温作用和C结合生成二氧化碳后再从钢内溢出。这个过程中其实还包含在高温下C原子从高浓度向低浓度扩散的过程(内向外)。如果氧气结合碳的能力大于C原子向外扩散的能力时,全脱碳的厚度增大。如果C原子向外扩散的能力大于与氧气结合的能力时原子向外扩散而得到后面的结果。
第一张图:次表层铁素体晶粒比表层大的原因,除了变形量差别原因之外,另一个原因是由于降温到770℃后次表层会析出铁素体,之后的α/γ界面向内层的γ迁移,表现出晶粒长大的现象,770℃保温时间越长次表层晶粒越大,这种次表层的大晶粒有明显的方向性(沿着碳扩散方向),但是楼主的另一个帖子中次表层的大晶粒没有明显的方向性。
第二张图:从全脱碳的铁素体变成α/γ双相必定是其它地方的碳扩散来导致的,只能是气氛中的碳或心部的碳,这个得根据你加热的环境来判断,不过从表层的界面来看我倾向于是心部扩散来的,惰性气氛保护下加热导致的。
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