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金相分析-过烧组织 发布时间:2022-10-12   浏览量:2734次

一、过烧的介绍

过烧组织包括晶界局部熔化、显微空洞,铝合金表面发黑、气泡及断口呈灰色无光泽,镁合金表面氧化瘤等。过烧造成材料失效,除了有过热的粗大晶粒以外,就是对晶界的破坏。在原材料凝固时因为选择结晶效应,低熔点元素和杂质元素汇聚到晶界位置而最后凝固,即晶界位置的材料熔点最低。工件加热操作失当,炉温超过该熔点温度,晶界熔化失去强度(液态),淬火就直接开裂;也可能冷却时生成网状晶界碳化物使工件脆化而开裂;还可能发生氧元素沿晶界通道快速向内部扩散,发生晶界内氧化,恶化晶界强度。对于高合金工模具钢和铝合金的淬火操作,要特别小心,因为加热温度离二相区之间的差值小,因为材料合金成分偏析,局部体积的晶界材料熔点可能高于热处理工艺图纸规定温度,以及控温操作误差,从而发生过烧,使工件报废。

过烧组织使零件性能严重恶化,极易产生热处理裂纹,所以过烧是不允许的热处理缺陷。一旦出现过烧,整批零件只能报废。

因此,在热处理生产中要严格防止出现过烧。

二、过烧危害举例

图1所示为W18Cr4V钢的淬火过烧组织,由灰白色隐针状马氏体和残留奥氏体基体、沿晶界亮白色网状碳化物及黑色托氏体组织。

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图1 W18Cr4V 过烧组织 400X

若淬火加热温度过高,不仅使碳化物完全溶解,在随后的冷却过程中沿奥氏体晶界析出网状或半网状共晶碳化物,而且在晶内形成黑色网状托氏体组织。

图2所示为W18Cr4V钢的严重淬火过烧组织,图中白色区域为隐针状淬火马氏体和残留奥氏体基体,大块黑色组织为索氏体+托氏体混合组织,晶界处灰色鱼骨状为共晶莱氏体。由于加热温度过高,不仅使碳化物完全溶解,而且在奥氏体晶界上发生大量熔化,随后冷却时,在熔化处形成大量莱氏体组织,奥氏体晶粒中间出现黑色组织。这种严重的过烧组织会使刀具严重变形,出现收缩和皱皮,导致刀具报废。

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图2 W18Cr4V严重过烧组织 400X

由于高速钢奥氏体晶粒度的大小取决于淬火温度的高低,故高速钢在热处理后就应进行晶粒度评定,这是热处理临炉检测质量的方法之一。

图3所示为2A12(LY12)高强度硬铝合金壳体在固溶处理后全部开裂的典型过烧组织,侵蚀剂为混合酸水溶液。

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图3 铝合金过烧组织 400X

由图3可见,在α固溶体上分布着大量复熔球,局部晶界已经复熔,可溶相已全部固溶于α固溶体中。造成过烧的原因是加热温度过高。

过烧,将使零件的性能严重恶化,对工件的危害是致命的。除了制定热处理工艺时的严谨外,定期对设备进行TUS和SAT检测也是必要的。


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