2.2重復(fù)表面淬火產(chǎn)生的裂紋效應(yīng)保證了工件在加熱和冷卻時(shí)的連續(xù)性也增加了工件加對(duì)42(rM鋼而言表面淬火時(shí)不論在任何情況下中途熱和冷卻的均勻性。停止淬火或淬火后硬度不均需返工重新淬火不允許在原來(2)改變?cè)瓉淼闹蓄l預(yù)熱為爐中預(yù)熱。減少了工件截面已淬火的位置重新淬火。上的溫差使過渡層的組織狀態(tài)平穩(wěn)、連續(xù)。其預(yù)熱溫度一定因?yàn)楸砻娲慊鸷蟊韺有纬纱慊鸾M織即使硬度不均勻),要適宜太低則達(dá)不到最佳效果太高則會(huì)使表面硬度降低其殘余應(yīng)力狀態(tài)為表層呈壓應(yīng)力內(nèi)層為拉應(yīng)力分布3。在(3)對(duì)于需要重新表面淬火或返工淬火的工件因?yàn)橹貜?fù)加熱的情況下因?yàn)楦袘?yīng)加熱的比功率遠(yuǎn)比爐內(nèi)加熱的前該材料為調(diào)質(zhì)狀態(tài)故現(xiàn)在選擇爐中高溫回火接近調(diào)質(zhì)的大加熱速度快δ。即使是以中頻感應(yīng)回火代替消除應(yīng)力回回火溫度)替消除應(yīng)力回火及淬火前的預(yù)熱以達(dá)到原來整火其應(yīng)力消除得不徹底同樣不能達(dá)到滿意的效果。因?yàn)楦畜w調(diào)質(zhì)狀態(tài)。再進(jìn)行返工淬火同樣能保證質(zhì)量應(yīng)加熱的特點(diǎn)是快速加熱原來已淬火的組織在快速加熱的采用上述三點(diǎn)工藝改進(jìn)措施使瓦楞輥的表面質(zhì)量穩(wěn)定情況下其應(yīng)力發(fā)生突變加之應(yīng)力消除得不徹底若重復(fù)淬硬度合格并且無開裂或剝落的現(xiàn)象使用效果好獲得了良火組織應(yīng)力與熱應(yīng)力過于集中或重疊在重復(fù)淬火的區(qū)域淬好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益火時(shí)很容易在此處發(fā)生裂紋。所以感應(yīng)淬火前原始組織具參考文獻(xiàn)有特別重要的意義。在此之前必須進(jìn)行預(yù)先熱處理以便為[1]夏國華楊樹蓉籌現(xiàn)代熱處理技術(shù)M]北京浜兵器工業(yè)出版感應(yīng)加熱淬火提供合理的原始組織5。一般情況下采用調(diào)社,997:185質(zhì)、退火或正火2]沈慶通感應(yīng)熱處理問M]北京機(jī)械工業(yè)出版社,19903解決辦法[3]安運(yùn)錚熱處理工藝字M]北京機(jī)械工業(yè)出版社1982252,通過以上的分析我們對(duì)原有的中頻淬火工藝作了一些277257256[4]劉宗昌.鋼件的淬火開裂及防止方?jīng)KM]北京治冶金工業(yè)出版(1)暫不加工A到B處的開囗槽即長度方向上的小短社,99190齒加工成了長齒條)待中頻淬火合格后再用一特殊的切割[51浙江大學(xué)等鋼鐵材料及其熱處理工藝M1上海止?？茖W(xué)技術(shù)出版社,978385方法將開口槽切開。避免了加熱時(shí)在開口尖角處的渦流集中天然氣中的硫?qū)B碳的影響張毓軍重慶鐵馬工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶400050)摘要天然氣中硫的超標(biāo)不但會(huì)使制取吸熱式氣氛的鎳基催化劑中毒失效冋時(shí)還影響滲碳的界面反應(yīng)降低零件的表面硬度延長滲碳時(shí)間。所以作為滲碳用原料氣必須對(duì)天然氣充分脫硫。關(guān)鍵詞脫硫鎳基催化劑滲碳界面反應(yīng)表面硬度中圖分類號(hào):I)871.6IG156.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)254605K200210048-03Effect of Sulphur in Natural Gas on Carburizing ProcessZHANG Yu-junChongqing Tiema Industries Corporation Ltd. Chongqing 400050 ChinaAbstract The Ni-catalyzer of prepared endogas can be poisoned and failed because of the overdetermined sulphurin the natural gas. The overdetermined sulpher also affects the interfacial reaction of carburizing process then thesurface hardness of carburized part is reduced and the time of carburization is prolonged. As a raw gas for carburzing it is necessary to desulphurize in the natural gas sufficientlyKey words desulphurizing Ni-catalyzer 'carburizing interfacial reaction ' surface hardness1引言我公司2000年9-27爐的滲碳工藝曲線和技術(shù)要求見圖我公司生產(chǎn)的重載汽車變速箱齒輪和傳動(dòng)軸零件材料主1。該爐零件滲碳淬火回火后有效硬化層深僅為FHI610)要是18 CrMnBH、16 CrMnBH鋼。齒輪、軸和大部分零件采用0.3mm表面硬度為54-56HRC表面硬度和有效層深均與滲碳淬火處理。滲碳設(shè)備為德國德固沙公司的箱式多用爐生技術(shù)要求不符。經(jīng)檢查滲碳工藝參數(shù)輸入正確操作無誤產(chǎn)線采用微機(jī)對(duì)滲碳過程進(jìn)行全自動(dòng)控制滲劑采用以天然設(shè)備正常但O紅外分析儀顯示表明CO2含量偏高且不氣為原料氣制備的吸熱式可控氣氛(載氣)+天然氣(富化穩(wěn)定。中國煤化工.4%,多次測(cè)量(包括燒氣爐內(nèi)碳CNMHG2原因分析作者簡介張毓軍1973-)男重慶開縣人助理工程師以事熱處理2.1數(shù)據(jù)分析工藝編制及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)工作。聯(lián)系電話:364265864收稿日期2001-07-05經(jīng)化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)天然氣中硫含量(主要是HS)竟高達(dá)《金屬熱處理》2002年第27卷第1期置。表2就是安裝脫硫裝置后試生產(chǎn)的11爐的滲碳結(jié)果工藝曲線見圖2。安裝脫硫裝置后再提取天然氣化驗(yàn)其中硫BE890含量僅為34mg/m3完全達(dá)到了吸熱式氣氛滲碳對(duì)硫含量的要求。從這次事故的發(fā)生和對(duì)安裝脫硫裝置前后滲碳結(jié)果的油冷怕0-1D01比較說明天然氣中硫含量的多少對(duì)滲碳結(jié)果有很大的影響Tmn2,2理論分析圖1滲碳工藝曲線天然氣中硫?qū)B碳的影響主要表現(xiàn)在滲碳的3個(gè)控制Fig 1 Carburizing and quenching process環(huán)節(jié)級(jí)熱式氣氛的生成、金屬對(duì)活性碳原子的吸收以及碳原技術(shù)要求材料18 CrMnbh鋼有效硬化層深EHI610)子在金屬基體中的擴(kuò)散速度。0,4~0.7mm表面硬度59~63HRC表2脫硫后的滲碳結(jié)果1200mg/mY標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下下同)而按要求制取吸熱式氣氛Table 2 Carburizing results after sulphur removal的天然氣中硫的含量應(yīng)低于200mg/m3。經(jīng)向天然氣公司查序號(hào)滲碳時(shí)間擴(kuò)散時(shí)間實(shí)測(cè)HH610EH610詢?cè)瓉硎谴|氣田供氣出口脫硫設(shè)備出了故障。而我廠未T,/min超差/mm安裝脫硫裝置因而導(dǎo)致滲碳零件達(dá)不到工藝規(guī)定的技術(shù)要0求。半月之后川東氣田脫硫裝置恢復(fù)正常我們將裂化罐內(nèi)1851.26的催化劑更換后滲碳零件才基本滿足工藝要求。滲碳工藝曲線見圖2滲碳結(jié)果見表1。1851.12l852801851.200.051,01油冷10》0.1511280181.210.06圖2滲碳工藝曲線注由于有效硬化層深絕大多數(shù)超差最終將工藝調(diào)整為Fig 2 Carburizing and quenching280min ,T2=160min技術(shù)要求材料18 CrMnbh有效硬化層深(EHI610)(1)硫?qū)ξ鼰崾綒夥丈傻挠绊懸蕴烊粴鉃樵蠚庵?.85~1.15mm表面硬度59-63HRC取的吸熱式氣氛參考成分1見表3沖要求得到盡可能低的表1脫硫前的滲碳結(jié)果HO和CO2含量。制備吸熱式氣氛的化學(xué)反應(yīng)式如下Table i Carburizing results before sulphur removalCH4+2.380.21O2+0.79N2)=OO+2H2+1.88N2+Q滲碳時(shí)間序號(hào)擴(kuò)散時(shí)間實(shí)測(cè)EHI610表3吸熱式氣氛的成分體積分?jǐn)?shù)%)1/minTable 3 Cas( vol %0.931.08組分CO2O2OOH2CH4123456789u成分微量0.020.738.70.8露點(diǎn)-41.13該反應(yīng)實(shí)際上分兩步進(jìn)行第一步部分燃料氣與空氣的燃燒1,06反應(yīng)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)0.95CH4+20=CO+ 2H,O+Q第二步IH4與第一步反應(yīng)生成的OO2和H2O的反應(yīng),該反1,05應(yīng)才是吸熱反應(yīng)1.15CH+HO=CO+3H, 9 CH+CO=2C0+2H,-Q為使第二步反應(yīng)完全徹底,獲得盡可能低的H2O和CO2含0.89量除需較高的反應(yīng)溫度外還需高效能的催化劑。我公司采131,06用的是含NiO的鎳基催化劑。高溫下天然氣中大量的硫1950.95(主要是HS廂和催化劑中的NO發(fā)生反應(yīng)生成NiS使得鎳注工藝規(guī)定:T1=280in,T2=185min,實(shí)際生產(chǎn)中,提前基催化中國煤化工步反應(yīng)不充分AO2HO20mim看觀察試樣生產(chǎn)工人根據(jù)觀察試樣的層深來控制零件的滲碳含量較層深并根據(jù)實(shí)際層深來確定擴(kuò)散的實(shí)際時(shí)間重新更以 CNMHG控制誤差相當(dāng)大必須舊ALJ。此時(shí)再次提取天然氣化驗(yàn)硫的含量,發(fā)現(xiàn)其含量為(2)滲劑中含硫?qū)α慵砻嬗捕鹊挠绊懺蠚庵械?69mg/m3仍然超標(biāo)。為了避免類似情況再次發(fā)生同時(shí)也H1S在滲碳時(shí)發(fā)生分解避免天然氣中硫?qū)B碳設(shè)備的腐蝕我公司決定安裝脫硫裝HS=H,+[S]《金屬熱處理》2002年第27卷第1期分解岀來的活性硫原子在高溫下很容易和金屬Fe發(fā)生如下要比安裝脫硫裝置后長一些。反應(yīng)3結(jié)論Fe+[S]Fes Fe+2S]FeS1)天然氣中高的硫含量會(huì)使鎳催化劑中毒失效,而反應(yīng)生成的化合物FS和Fs2覆蓋在鋼鐵基體的表面形成影響吸熱式氣氛的生成使得產(chǎn)氣組氛不穩(wěn)定爐內(nèi)碳勢(shì)降層極薄的硫化物膜硬度很低2它在一定程度上降低了低使得零件有效硬化層深和表面硬度都比工藝規(guī)定的要低零件表面硬度2)鋼鐵基體表面硫化物膜的形成會(huì)降低鋼件的表面3)硫?qū)B碳吸附的影響金屬鐵對(duì)于活性碳原子有催硬度?；饔谩＜串?dāng)滲碳介質(zhì)如(O被吸附在鋼件表面由于金屬3)鋼鐵基體表面覆蓋一層硫化物膜降低了鐵原子對(duì)鐵的存在削弱了CO鍵的結(jié)合力31使得界面反應(yīng)界面反應(yīng)的催化作用阻礙活性碳原子的形成降低了鋼件表FOQ吸附)]+(氣)=FdC】吸附)+OO氣)面的碳濃度影響了滲碳速度延長了滲碳時(shí)間。F(Q吸附)]+H氣)FdC】吸附)+H(氣)〔4)對(duì)含硫量超標(biāo)的天然氣需經(jīng)有效脫硫方可作為滲很容易發(fā)生形成活性碳原子進(jìn)而在表面形成碳的固溶體或碳的原料氣?；衔铩＝缑娣磻?yīng)是滲碳的控制環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)中的任何一個(gè)參考文獻(xiàn)過程發(fā)生故障都會(huì)影響整個(gè)滲碳過程的正常進(jìn)行甚至整個(gè)[1]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專業(yè)學(xué)會(huì)《熱處理手冊(cè)》編委會(huì).熱處滲碳過程處于停止?fàn)顟B(tài)。所以當(dāng)天然氣中含硫量太高在工手刪二版ⅠM]北京機(jī)械工業(yè)出版社,99125件表面形成一層極薄的硫化物膜時(shí)降低了鐵原子的活性減[2]蔡美良簿.新編工模具鋼金相熱處理M]北京機(jī)械工業(yè)岀版弱了金屬鐵對(duì)界面反應(yīng)的催化作用必然會(huì)使界面反應(yīng)緩慢社,998238鋼件表面碳濃度有所降低碳原子在鐵基體中的擴(kuò)散速度減[3]安運(yùn)錚.熱處理工藝敩M]北京機(jī)械工業(yè)出版社,982:181慢。所以安裝脫硫裝置前滲碳達(dá)到同樣的層深所花的時(shí)間牙輪鉆頭牙掌焊接和熱處理產(chǎn)生的裂紋分析失效分析冫周細(xì)應(yīng)↓柯黎明王偉蘭1華小珍1劉漢鼎〔1.南昌航空工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程系江西南昌3300342.宜春第一機(jī)械廠江西宜春336000摘要運(yùn)用掃描電子探針對(duì)三牙輪鉆頭牙掌堆焊和熱處理后產(chǎn)生的裂紋特征進(jìn)行了分析并采用ⅹ射線衍射儀測(cè)定了牙掌試件的殘余應(yīng)力。結(jié)果表明堆焊層與基體的界面缺陷是裂紋形成的主要原因。裂紋擴(kuò)展方式為穿晶斷裂。而堆焊層表面拉應(yīng)力導(dǎo)致裂紋的進(jìn)一步產(chǎn)生與擴(kuò)展。建議在堆焊工藝和熱處理工藝中采取措施盡可能減少應(yīng)力。關(guān)鍵詞裂紋分析推焊熱處理牙輪鉆頭圖分類號(hào)IG441.8IF21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼3文章編號(hào)》254-605K2002)1-050-04Crack Analysis in Palm of Roller bit by Overlaying Welding and Heat TreatmentZHOU Xi- ying KE Li-ming WANG Wei-lan'HUA Xiao-zhen' LIU Han-ding2(1. Department of Materials Science and Engineering Nanchang Institute of Aeronautics and TechnologyNanchang Jiangxi 330034 China 2. Yichun First Mechanical Factory Yichun Jiangxi 336000 ChinaAbstract The characterization of the crack in palm of the roller bit produced by overlaying welding and heat treatment was studied with the scanning electron microscope( SeM) and its residual stress was tested with X-raydiffraction( XRD ) The results showed that the forming of crack was mostly made by the interface defect betweenoverlaying welding layer and matrix. The propagation of crack causes transgranular fracture. The tensile stress inthe layer of overlaying welding resulted in the initiation and propagation of the crack It was suggested that thestress produced by overlaying welding and heat treating would be reduced as possibleKey words crack analysis overlaying welding heat treatment roller bit1引言由于鈷基合金具有很高的紅硬性(在500~700℃時(shí)仍可保持牙掌是用于地質(zhì)、礦山和石油開采鉆探的牙輪鉆頭的重350-50HⅣV的高硬度)抗磨損耐腐蝕、抗沖擊、抗熱疲勞要組成部分它的作用是支承牙輪保證牙輪鉆孔時(shí)環(huán)繞牙和抗氧1中國煤化工尤良性能2.通常曆損掌的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)所以牙掌需要非常好的耐磨性等綜合性能。面采用CNMHG性其他工作面采用滲碳淬火時(shí)階仕又可以保證心部良好的韌作者簡介凋細(xì)應(yīng)1964-)男江西南昌人副教授主要研究方向?yàn)樾?。然而由于鈷基堆焊層硬度高脆性?所以在牙掌端材料表面改性工藝與新型功能材料發(fā)表論文20余篇。聯(lián)系電話:面和柱面出現(xiàn)明顯的徑向裂紋和縱向裂紋并可能出現(xiàn)封閉07918223572收稿日期2001-0329的網(wǎng)狀微裂紋。本文對(duì)牙掌裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展的原因進(jìn)行了分《金屬熱處理》2002年第27卷第1期