化學(xué)成分合格，就是合格鋼材嗎？

水大一茄子

之前在一家機(jī)械加工工廠當(dāng)調(diào)度時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)從外協(xié)廠（當(dāng)時(shí)本廠無熱處理，全部外協(xié)）拉回來的調(diào)質(zhì)工件硬度不達(dá)標(biāo)，有時(shí)反復(fù)返修最后勉強(qiáng)達(dá)標(biāo)。先說說當(dāng)時(shí)的情況:工廠當(dāng)時(shí)是給大型的液壓支架企業(yè)做外協(xié)，生產(chǎn)液壓支架上面的油缸，需要熱處理（基本都是調(diào)質(zhì)）的大致上有-----缸筒，27SiMn管材；活塞桿，40Cr，27SiMn，45#等棒料；導(dǎo)向套，材質(zhì)同活塞桿。容易出問題的就是活塞桿和缸筒，廠里只有一種檢驗(yàn)方式就是便攜硬度計(jì)。經(jīng)常的硬度過高或者過低（要求是HB240-280),當(dāng)時(shí)廠里基本沒什么人懂熱處理，我那時(shí)工作2年，較少接觸熱處理也是一知半解，外協(xié)廠家的說法是工藝問題。因?yàn)楫?dāng)時(shí)（2011年）煤炭行業(yè)還是很火爆，液壓支架行業(yè)也是生產(chǎn)很忙，小廠不是很重視質(zhì)量，接受了外協(xié)廠家的說法，讓他們拉回去重新調(diào)質(zhì)。后來漸漸工作不忙，有時(shí)間看書，就開始回憶總結(jié)以前的工作中遇到的各種技術(shù)方面的問題，自己找資料學(xué)習(xí)。液壓支架的設(shè)計(jì)，液壓油缸的設(shè)計(jì)，液壓油缸的制造工藝，機(jī)械加工和熱處理等等。
4 l7 d; r" \% B3 z$ P( |% _5 d前奏好像有點(diǎn)多又有點(diǎn)亂，下面開始轉(zhuǎn)貼了------------化學(xué)成分合格就是鋼材合格嗎？
1.2008年9月末，我們?yōu)橐患臆姽て髽I(yè)加工的兩個(gè)輪式戰(zhàn)車齒輪，材料為40Cr，在調(diào)質(zhì)處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，硬度淬不上去，工件是環(huán)狀，接受淬火的能力應(yīng)該說很強(qiáng)的，可經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)并調(diào)整淬火溫度（曾從850℃先后逐漸提高到880℃），均不能達(dá)到正常的淬火效果。我們采用多用爐加熱快速淬火油強(qiáng)力攪拌淬火，同一爐工件（齒坯）淬火后的硬度在24~35HRC、34~46HRC、42~50HRC的寬泛領(lǐng)域，同一工件不同位置件的硬度特性值竟達(dá)8~12HRC，采用560℃回火，硬度分布為16~20HRC、19~23HRC、27~30HRC等，我們經(jīng)對(duì)不合格品進(jìn)行多次取樣做化學(xué)分析和光譜分析，其含碳量和主加元素均符合GB/T3077-1999要求，后來不得已采用860℃水淬，淬后硬度48~52HRC；560℃回火后水冷硬度25~31HRC，580℃回火后水冷硬度25~28HRC，因?yàn)樵擙X輪最終還要進(jìn)行滲氮處理，所以調(diào)質(zhì)工藝最終定為860℃水淬580℃水冷回火。
8 y, B+ p; @/ D3 ~. R6 h: B   2.近期，我們又先后遭遇20CrNiMo、20CrMnMo和20CrMnTi齒輪滲碳淬火時(shí)滲速慢且淬火后齒芯硬度不合格，經(jīng)多次提高淬火溫度亦收效甚微，經(jīng)多次取才進(jìn)行化學(xué)分析和光譜分析，其含碳量和主加元素仍然是合格的，誰(shuí)能解釋這種現(xiàn)象？
7 ]( r/ q4 c; b" X" T   鋼廠出廠的鋼材，其化學(xué)成分合格，就可判為合格嗎？
& y0 @  S3 a; X8 c-------------------------------------------------------------------------------------------以上是主貼。下面是回復(fù)，我挑一些好點(diǎn)的回復(fù)，大家自己消化。
1、成份合格是主要條件，其他條件組織、表面脫碳、硬度、強(qiáng)度也要提出要求。
5 ]: f. f" \$ d3 N% l, Q+ m' t8 ]1 g2、看看鋼中的是不是含有微量強(qiáng)碳化物生成元素。
3、這是沒有辦法的,許多鋼材的合金元素就是剛好在下點(diǎn),你就不能說成份不對(duì),現(xiàn)在40Cr只能水冷才可能淬上.
# r* i  A3 C/ a( t' h4 ~) ~4、對(duì)熱處理廠家來說，原材料（機(jī)加工半成品）主要檢查項(xiàng)目：
% ^! O3 O" j$ [7 [& o/ }2 t! m/ ~   １），化學(xué)成分，可能的話請(qǐng)鋼廠提供端淬試驗(yàn)報(bào)告，或根據(jù)化學(xué)成分計(jì)算的ＤＩ值必須達(dá)到事先訂立的標(biāo)準(zhǔn)。
* E+ d- W4 c. F$ K   ２），晶粒度
   ３），夾雜、偏析等缺陷情況
' C, w( M' x% v, w, _9 h9 L9 j   ４），熱前尺寸
5、建議材料淬透性控制方法應(yīng)事先和客戶談妥，質(zhì)量要求高的零件，一定要采用多于２點(diǎn)的控制手段，比如：Ｊ９＝３４－３８ＨＲＣ且Ｊ１５＝２８－３２ＨＲＣ。這樣控制的淬透性帶窄，波動(dòng)小。
' b: k% R: n. ^) }. P8 S  W晶粒度也是重要指標(biāo)，粗晶和混晶因組織遺傳會(huì)造成熱處理淬火組織不合格，引起更大變形甚至開裂，造成機(jī)械性能下降，影響最終使用。另外，晶粒過細(xì)也會(huì)使?jié)B碳速度變慢。
6、雖然化學(xué)成分都在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，但有可能都在下限；普通材料淬透性帶很寬，如果不加限定就可能會(huì)出現(xiàn)樓主遇到的問題。
   為了降低采購(gòu)成本，相當(dāng)多的廠家都只按材料的化學(xué)成分購(gòu)買鋼材，對(duì)其它指標(biāo)都沒有明確要求，為零件的后續(xù)熱處理埋下許多隱患。
7、不同鋼廠的同種材料中可能存在不同的微量元素,比如硼\釩等.
同樣的40Cr材料,貴陽(yáng)鋼的就易淬硬,杭鋼的就差些.
5 U& j# `8 T2 ?1 n所以用淬火介質(zhì)的時(shí)候要特別小心,用油能淬上50HRC的,用淬火液易裂;反之用油淬不上硬度的,用水淬都不會(huì)裂.
. R8 a4 S' Y5 z+ n: f8、除化學(xué)成分外,做過鋼中夾雜物及成分偏析項(xiàng)目的檢測(cè)了嗎?
9、做冷拔線材的，很多合金材料使用球化退火工藝。
- k3 R( u9 f8 z0 X: f/ k有一次在生產(chǎn)的時(shí)候，使用鋼廠的同批次球化生產(chǎn)SCM435線材。
線材在盤元抽母線時(shí)出現(xiàn)斷線和原料抗拉不均的現(xiàn)象，經(jīng)檢測(cè)盤元抗拉在98kgf/mm2-160kgf/mm2之間，使用直讀式光譜儀測(cè)試化學(xué)成分合格，金相組織存在粒狀貝氏體和偏析現(xiàn)象。
! O6 [+ Q" m$ w3 |2 M: I/ t為了使拉拔完的線材球化硬度合格，延長(zhǎng)了球化退火的時(shí)間，但最后線材的硬度還是稍微高出了規(guī)范，為了下次合格只能針對(duì)這種材料再增加退火時(shí)間，雖然不合格的僅占少數(shù)。
后來才發(fā)現(xiàn)，和鋼廠定的冷鐓線材技術(shù)協(xié)議中，只體現(xiàn)了化學(xué)成分的要求，對(duì)金相組織等其他要求都是按國(guó)標(biāo)執(zhí)行，現(xiàn)在還在和鋼廠協(xié)調(diào)中呢。
這也是典型的化學(xué)成分合格，而產(chǎn)品不合格的例子。
個(gè)人認(rèn)為，評(píng)價(jià)金屬材料好壞的化學(xué)成分是個(gè)必要條件，此外還有鋼水的純凈度，晶粒度，表面質(zhì)量，脫碳，表面質(zhì)量，以及特殊要求，如冷鐓鋼的冷鐓性能，調(diào)質(zhì)鋼的淬透性等等。
6 H5 N& {' y' V/ J總之，化學(xué)成分合格僅僅是鋼材的一個(gè)最最基礎(chǔ)的指標(biāo)。鋼鐵、合格的鋼鐵、優(yōu)質(zhì)的鋼鐵之間的差距太大太大。
8 y5 D! Y+ K& e2 r. f5 T10、鋼材的“遺傳性”。它是指由于每個(gè)鋼廠有自己相對(duì)固定而又有別于其它鋼廠的礦石原料來源地，以及操作習(xí)慣和配料習(xí)慣，而使冶煉出的鋼材有著不同于其它鋼廠的微量元素含量、原始組織、主要缺陷等，最終表現(xiàn)為材料的熱處理工藝性、機(jī)械性能等出現(xiàn)“遺傳”的現(xiàn)象。
" k' t( E9 P) j9 B1 M% M8 q; w; \和熱處理的組織遺傳是兩碼事。
/ v+ o" O2 f8 W8 A* {6 j+ T2 T11、

1  LZ的問題帶有普遍性，我司產(chǎn)品也經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題，老外來解決也沒辦法，也會(huì)把腦袋當(dāng)撥浪鼓搖。 2  化學(xué)成分合格就是合格鋼材嗎？答案肯定是“錯(cuò)”的。但僅從“熱處理角度”來看，化學(xué)成分無疑是對(duì)淬透性影響很大的因素之一；尤其在淬火溫度、冷卻條件、預(yù)處理狀態(tài)（晶粒度）等穩(wěn)定的前提下，質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)首先懷疑的就會(huì)是材料“化學(xué)成分”。如果成分偏差不大，熱處理工作者還就不好解釋這種現(xiàn)象。 3 其實(shí)還是一個(gè)“材料淬透性問題”，LZ已經(jīng)在另一個(gè)板塊發(fā)起了討論，更深的理論探討大家可以到那個(gè)板塊參與可能更好。 , P4 ]/ X9 B9 T3 Y4 B# ]% s: t4  我理解LZ所說的“化學(xué)成分合格”應(yīng)該是“主要添加合金元素和C合格”，而大家關(guān)注的合金元素及碳對(duì)淬透性的影響也是基于主要添加合金元素。而實(shí)際上由于冶煉工藝和配料不同，“痕量元素”與添加元素交互作用后對(duì)淬透性的影響是很大的，往往被忽視。EX. 鋼中存在0.001%B就會(huì)對(duì)淬透性起到巨大影響。而同時(shí)合金元素之間的交互作用也是很強(qiáng)烈的，到目前為止，也沒有完全弄明白，國(guó)外的預(yù)測(cè)軟件這方面做得好一些，國(guó)內(nèi)的這些還有差距，所以，化學(xué)成分合格，實(shí)際淬火效果不一定能達(dá)到預(yù)期目的。

這個(gè)帖子很火，從10年說到現(xiàn)在了，如果有興趣大家可以自己去看，轉(zhuǎn)貼的原因是，就我自己來說，獲取新知識(shí)途徑少，有時(shí)是根本連問題都不知道，所以，一旦能夠找到有興趣、又能根據(jù)自己條件去研究的新知識(shí)都要去耐心的研究一番，即使僅僅是記住了題目，也便于以后碰到問題尋找解決方案。這應(yīng)該就是機(jī)械工程師成長(zhǎng)之路的重要一環(huán)吧。

( K$ k, g) f/ |7 Q4 K

把頭

學(xué)習(xí)

非常

做整體熱處理的零件：
; C0 Y8 ?3 t/ Y4 B, }1.同一批次的零件要選用同一批次的材料。
2 Y: o1 k7 Y" a: ~2.不同批次的材料也要選擇采購(gòu)相同煉鋼廠生產(chǎn)的鋼材（相同煉鋼廠指的是，你所采購(gòu)的鋼材是同一個(gè)地方煉出來的。不是公司名稱相同，而是實(shí)際煉鋼的地方相同）。
5 P$ ~+ Q( [' m& p- Z3.預(yù)熱處理后要檢查金相組織。

還有注意點(diǎn)。。。社友們來增加

十三不靠

同種材料因工件形狀不同造成的硬度不均勻現(xiàn)象不能歸于材料原因.大多是不同部位的實(shí)際冷卻速度不同造成的,同一根料做成的不同零件有時(shí)偏差很大.

zerowing

說實(shí)話，這類問題跟廠家有很大關(guān)系。原則上，材料的性能，熱處理性能，以及高溫性能應(yīng)當(dāng)由生產(chǎn)廠家提供相應(yīng)數(shù)據(jù)的。比如我近期入手的ASTRALLOY-V的樣本，人家針對(duì)不同熱處理方式，不同控制溫度的材料形成提供很多的信息。這些不是編的東西，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，屬于多批次的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。那么最終給你的材料，其性能基本都在這些信息范圍內(nèi)。
不過，國(guó)內(nèi)能給你出一個(gè)成分表就算很不錯(cuò)了。呵呵。

水大一茄子

zerowing 發(fā)表于 2013-6-29 18:12
# O! r) Z' d7 H4 f說實(shí)話，這類問題跟廠家有很大關(guān)系。原則上，材料的性能，熱處理性能，以及高溫性能應(yīng)當(dāng)由生產(chǎn)廠家提供相應(yīng) ...

' T  U1 j  P( j; E& R說實(shí)話，我還真是對(duì)這個(gè)鋼材不了解---------不知道是自己書沒看夠還是水太深。上次一個(gè)搞土木的同學(xué)跟我說，說建筑用的鋼材，各種達(dá)標(biāo)，但是圈里人都知道這東西有問題。我當(dāng)時(shí)問那到底啥問題，他也沒給我說明白，或者我沒聽明白。
今天我在熱處理論壇看見這個(gè)帖子的時(shí)候，想起來我那時(shí)候做油缸的時(shí)候，人人都在嘴上說這個(gè)東西多重要，萬(wàn)一出事情煤礦損失多大，礦工多危險(xiǎn)。但是人人都不當(dāng)回事情。當(dāng)時(shí)我當(dāng)調(diào)度計(jì)劃員為了跟熱處理廠理論這個(gè)熱處理不達(dá)標(biāo)的事情，爭(zhēng)得他們直接找我們經(jīng)理，最后經(jīng)理為了不耽誤工期也讓步了。現(xiàn)在想想就感覺當(dāng)時(shí)自己有點(diǎn)可笑，不僅笑自己水平不夠，更笑自己的渺小。
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Dandylian

材料一直是我國(guó)的薄弱環(huán)節(jié)，在我們工廠也是經(jīng)常和鋼廠理論！至于符合國(guó)標(biāo)，本來國(guó)標(biāo)就不合理，比如：20CrMo  C:0.17--0.24   范圍太大，最上差和最下差同樣的工藝及同樣的產(chǎn)品結(jié)果都大不一樣。如果要特殊訂貨，那就得漲價(jià)！現(xiàn)我們工廠對(duì)材料要求：1。鎖定鋼廠 2。按爐號(hào)先期進(jìn)行選擇，小批做工藝實(shí)驗(yàn)。3。按爐號(hào)進(jìn)貨！復(fù)查材料！4。加工過程中實(shí)行批次管理！

好方案

樓主，俺感興趣的是原帖的鍵接給一個(gè)好嗎？

$ d6 W  ]. o( Q0 p俺想，這個(gè)貼應(yīng)該有俺下決心離開機(jī)械行業(yè)的那個(gè)猜想的終極答案。
6 g; y, b& a% L$ `
拜托。

水大一茄子

好方案 發(fā)表于 2013-7-1 22:37
樓主，俺感興趣的是原帖的鍵接給一個(gè)好嗎？
9 B$ M3 J$ E5 }2 v6 [7 X
% G) p/ c7 v! D: Q俺想，這個(gè)貼應(yīng)該有俺下決心離開機(jī)械行業(yè)的那個(gè)猜想的終極答 ...

) p2 I) g# x/ g  K% {0 e7 m5 Khttp://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=54337&extra=page%3D1
這個(gè)就是，我最近一直泡在這個(gè)論壇里，在熱處理方面真不錯(cuò)，可惜就是我的金屬學(xué)方面知識(shí)有限，很多東西都不懂。

好方案

水大一茄子 發(fā)表于 2013-7-1 23:15
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=54337&extra=page%3D1
這個(gè)就是，我最近一直泡在這 ...

0 ]. g6 @& c1 S% c& K. I3 v- ~首先感謝您的回復(fù)。

1 t) y6 V* _( B/ G0 Q6 m0 D您提供的鍵接，俺已經(jīng)收藏了。可惜是個(gè)老鐵，不知原樓主是否還在這個(gè)論壇。當(dāng)然這是外話。

6 h4 x& }! j$ N, l7 N; r% i至于金屬學(xué)知識(shí)，俺是學(xué)的機(jī)械制造工藝及設(shè)備，剛工作時(shí)干了些年頭，之后下決心改行離開這個(gè)行業(yè)已經(jīng)十幾年。

現(xiàn)在已經(jīng)是正宗外行。

回來機(jī)械相關(guān)網(wǎng)站是想找點(diǎn)資料書看看。所有的知識(shí)都要重新復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)。讓我們共同學(xué)習(xí)吧。
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