碳素工具鋼的脫碳層組織缺陷
市場(chǎng)供應(yīng)的鋼材表面有脫碳層；毛坯鍛造時(shí)在氧化氣氛中加熱，表面進(jìn)一步氧化脫碳；球化退火時(shí)如無(wú)保護(hù)氣體，氧化脫碳是嚴(yán)重的；工模具最終熱處理時(shí)，也有程度不等的氣化脫碳產(chǎn)生。上述表面脫碳后將出現(xiàn)各種脫碳層組織，如下所述。
①、鍛造工件表面脫碳后的組織為：表面鐵素體純脫碳層(脫碳不嚴(yán)重時(shí)不出現(xiàn))→次表層為網(wǎng)狀鐵素體+珠光體→內(nèi)層為片狀珠光體(以上為半脫碳層) →片狀珠光體+二次碳化物(此為正常脫碳組織)。總脫碳層深度=純脫碳層深度+半脫碳層深度。
②、球化退火時(shí)工件表面脫碳后的組織為：表面鐵素體純脫碳層(脫碳嚴(yán)重時(shí)才出現(xiàn)) →次表層為鐵不比體網(wǎng)+片狀珠光體組織→內(nèi)層為片狀珠光體+球狀珠光本混合組織(以上為半脫碳層) →未脫碳的正常球狀珠光體組織。
③、淬火工件表面的脫碳層組織為：表面鐵素體純脫碳層(脫碳嚴(yán)重時(shí)才出現(xiàn)) →次層是網(wǎng)狀鐵素體+低碳馬氏體→內(nèi)層為成排分布的板條馬氏體→最內(nèi)層為交叉分布的針狀馬氏體(以上為半脫碳層) →細(xì)什馬氏體+剩余碳化物的正常組織。這類組織將在以后敘述實(shí)例中經(jīng)常見(jiàn)到。
表面脫碳會(huì)降低工件表面的淬火硬度和耐磨性，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致工件淬火開(kāi)裂。脫碳層深度按照GB 224-1987《鋼的脫碳層深度測(cè)定方法》中規(guī)定的方法測(cè)定。原材料驗(yàn)收按GB 1298-1986《碳素工具鋼技術(shù)條件》進(jìn)行，原材料單面脫碳層深度應(yīng)小于或等于0.25mm+1.5D(D為鋼材截面公稱尺寸，單位為mm)。毛坯脫碳層深度必須小于或等于機(jī)加工余量，熱處理后的工件成品不得存在明顯脫碳。
上面大圖為T12鋼工具毛坯退火后的表面組織，外表面沒(méi)有純脫碳，而是白色網(wǎng)狀鐵素體+片狀珠光體(黑色)，次層是黑色片狀珠光體，內(nèi)層是片狀珠光體+球狀珠光體的混合組織，三層總和是毛坯的總脫碳層深度，約等于0.85mm。黑色片狀珠光體的出現(xiàn)，表明該處已經(jīng)脫碳，與中心成分有了差異，因該處的含碳量低，碳化物不易被球化。片狀珠光體與球狀珠光體的混合區(qū)屬于微脫碳區(qū)。因此，從表面到片狀珠光體消失處，都屬于半脫碳區(qū)。
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