網(wǎng)狀碳化物

過(guò)共析碳素鋼、合工鋼、高碳鉻軸承鋼等鋼材在軋后冷卻過(guò)程中，在A(yíng) cm～A r1溫度范圍內(nèi)，濃度過(guò)高的碳以碳化物形式沿奧氏體晶粒邊界析出，包圍著奧氏體晶粒，在顯微鏡下呈現(xiàn)網(wǎng)狀，叫網(wǎng)狀碳化物。
這是鋼材的一種組織缺陷。一般說(shuō)來(lái)，熱加工終了溫度越高，隨后冷卻越慢時(shí)，網(wǎng)狀碳化物也越嚴(yán)重。網(wǎng)狀碳化物的存在，削弱了金屬間的結(jié)合力，使鋼的力學(xué)性能降低．尤其使沖擊韌性下降，脆性增加，它易引起沿晶開(kāi)裂，并降低鋼的耐磨性。放大500倍檢查，不得超過(guò)三級(jí)。

網(wǎng)狀碳化物基本信息

中文名 網(wǎng)狀碳化物 外文名 network carbide
特????點(diǎn) 增加鋼的脆性，降低韌性

過(guò)共析鋼在熱加工后的冷卻過(guò)程中，其過(guò)剩的碳化物在晶粒邊界上析出所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為網(wǎng)狀碳化物。網(wǎng)狀碳化物破壞了晶粒間的正常聯(lián)系，結(jié)果在鋼材的加工過(guò)程中晶界易開(kāi)裂。而對(duì)合金工具鋼和高碳鉻軸承鋼來(lái)說(shuō)，網(wǎng)狀碳化物將降低鋼的耐磨性。

網(wǎng)狀碳化物級(jí)別的評(píng)定是在500倍金相顯微鏡下進(jìn)行的，評(píng)級(jí)時(shí)主要考慮分叉交角、大小、成線(xiàn)和成網(wǎng)程度。網(wǎng)狀碳化物的級(jí)別，應(yīng)將各鋼種技術(shù)條件的附圖加以比較來(lái)評(píng)定，同時(shí)還根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做必要的文字說(shuō)明。例如，評(píng)定碳素工具鋼（按GB/T 1298—2008）、合金工具鋼（按GB/T 1299—2000）和高碳鉻軸承鋼（GB/T 18254—2002）的網(wǎng)狀碳化物級(jí)別時(shí)一般做如下說(shuō)明。

1、碳素工具鋼 ·

1級(jí)碳化物分布基本均勻，局部有條狀和鏈狀碳化物。

2級(jí)斷續(xù)的碳化物鏈構(gòu)成半網(wǎng)。

3級(jí)斷續(xù)的碳化物鏈構(gòu)成不完全封閉的網(wǎng)狀。

4級(jí)碳化物多呈鏈狀，并構(gòu)成全封閉的網(wǎng)狀，碳化物的連續(xù)性較3級(jí)明顯。

2、合金工具鋼

1級(jí)出現(xiàn)不均勻分布的點(diǎn)狀碳化物和個(gè)別短線(xiàn)狀碳化物。

2級(jí)部分碳化物出現(xiàn)半網(wǎng)狀趨勢(shì)。

3級(jí)出現(xiàn)由碳化物線(xiàn)段和點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)。

4級(jí)出現(xiàn)條狀碳化物圍成的全封閉的網(wǎng)。

3、高碳鉻軸承鋼

1級(jí)碳化物呈點(diǎn)狀分布，可有少量短線(xiàn)。

2級(jí)碳化物連成少量的直線(xiàn)和不明顯的交角。

3級(jí)斷續(xù)的碳化物形成半網(wǎng)。

4級(jí)碳化物呈封閉的不連續(xù)網(wǎng)。

5級(jí)碳化物呈明顯的網(wǎng)。

網(wǎng)狀碳化物造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢(xún)價(jià)
材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
（除稅）		 工程建議價(jià)
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
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材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 除稅
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材料名稱(chēng) 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
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為了使鋼在淬火后獲得良好的性能，必須預(yù)先使鋼中碳化物成球狀。對(duì)于過(guò)共析的碳工鋼，獲得良好的球化組織的第一步又在于為球化退火“準(zhǔn)備組織”，即必須消除鋼中的網(wǎng)狀滲碳體。當(dāng)鋼中含碳量超過(guò)1.1%時(shí)，例如T12，鍛軋之后形成網(wǎng)狀滲碳體的傾向明顯地增加。 ·

網(wǎng)狀碳化物形成原理如《偽共析形成的熱力學(xué)條件示意圖》所示：

為了分析網(wǎng)狀碳化物形成的熱力學(xué)條件，我們把CS線(xiàn)和ES線(xiàn)延長(zhǎng)（虛線(xiàn)）。含碳量為T(mén)的過(guò)共析鋼在接近平衡的冷卻條件下（爐冷、堆冷，甚至大件的空冷），自單相奧氏體區(qū)內(nèi)冷卻時(shí)，在a點(diǎn)及A1線(xiàn)之間沿奧氏體晶界析出二次滲碳體，故稱(chēng)網(wǎng)狀滲碳體。但如果采用不平衡的冷卻條件，使合金自口點(diǎn)開(kāi)始快冷，可使過(guò)共析滲碳體來(lái)不及析出。這種情況如果一直保持到b點(diǎn)以下，奧氏體才發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，將是滲碳體和鐵素體的同時(shí)析出，而且它的組織形態(tài)和珠光體（共析產(chǎn)物）相同。很明顯，這種類(lèi)似共析組織的產(chǎn)物的含碳量不等于“平衡。條件下的珠光體的含碳量，它等于鋼的含碳量（大于0.8%）。由于成分上的差別，我們稱(chēng)這種組織為“偽共析體。

如果冷卻速度不完全滿(mǎn)足上述條件，只能達(dá)到d點(diǎn)以下b點(diǎn)以上這個(gè)區(qū)間，就發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那末仍將按“平衡。冷卻的次序，先析出滲碳體（在奧氏體晶界上），再進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變。但和“平衡。冷卻的轉(zhuǎn)變不同的是，所析出的二次滲碳體少了。相應(yīng)地珠光體組織中的含碳量（滲碳體量）增多了。也就是說(shuō)，只要冷卻偏離“平衡條件（加快），就可能抑制部分二次滲碳體在共析轉(zhuǎn)變之前析出，并相應(yīng)使共析轉(zhuǎn)變向“偽共析”方向發(fā)展。

網(wǎng)狀碳化物是指過(guò)剩的碳化物在晶粒邊界上析出所形成的網(wǎng)絡(luò)，即通常所稱(chēng)的碳化物不均勻度。網(wǎng)狀組織是鋼材內(nèi)部缺陷之一，表現(xiàn)為熱加工的鋼材冷卻后沿奧氏體晶界析出的過(guò)剩碳化物（指過(guò)共析鋼等）或鐵素體（指亞共析鋼）形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀碳化物增加鋼的脆性，降低韌性。

亞共析鋼（碳含量在0.0218%~0.77%）在過(guò)熱后緩慢冷卻時(shí)沿晶界析出的是呈網(wǎng)絡(luò)狀分布的網(wǎng)狀鐵素體，這種組織晶粒粗大，塑性和沖擊韌性也很差。通過(guò)控制加熱溫度，提高塑性加工時(shí)的壓縮比，控制冷卻速度，或經(jīng)過(guò)正火熱處理，均可改善或減輕網(wǎng)狀碳化物組織。

網(wǎng)狀碳化物常見(jiàn)問(wèn)題

過(guò)共析鋼軋后在冷卻過(guò)程中沿奧氏體晶界析出先共析滲碳體。依鋼的含碳量、形變終止溫度和冷卻速度的不同，先共析滲碳體呈半連續(xù)或連續(xù)網(wǎng)狀。網(wǎng)狀碳化物的厚度，隨停軋（鍛）溫度的提高和冷卻速度的減小而增大。[1]

形變終止溫度過(guò)高（例如1000℃），會(huì)使奧氏體粗化，這種晶粒粗大的奧氏體在隨后冷卻時(shí)沿晶界形成粗厚的滲碳體網(wǎng)，后者在隨后的熱處理過(guò)程中難以得到改正。降低形變終止溫度（例如850℃），所得到的奧氏體晶粒比較細(xì)小，在隨后冷卻過(guò)程中，即使有網(wǎng)狀碳化物析出，也將是細(xì)薄的。這種細(xì)薄的網(wǎng)狀碳化物，在以后熱處理過(guò)程中比較容易通過(guò)球化加以消除。[1]

形變終止溫度對(duì)形成網(wǎng)狀碳化物的影響應(yīng)當(dāng)和軋后冷卻速度的影響結(jié)合起來(lái)考慮。而冷卻速度又與鋼材的截面大小有關(guān)。為了得到細(xì)薄的網(wǎng)狀碳化物，或者甚至完全抑止網(wǎng)狀碳化物的產(chǎn)生，形變終止溫度不應(yīng)高于900℃,最好在850℃左右，形變終止溫度過(guò)低，將會(huì)使軋輥的咬入條件變壞，軋輥磨損變大，軋材表面質(zhì)量降低，動(dòng)力消耗也增大。軋后的冷卻視鋼材截面大小而定，或空冷，或鼓風(fēng)冷卻，或噴霧冷卻或跑水槽等，總之，適當(dāng)加速冷卻以不產(chǎn)生粗厚網(wǎng)狀滲碳體為原則。

在C曲線(xiàn)上，冷速V1，V2和Vs順次增大，轉(zhuǎn)變點(diǎn)順次下降，即偏離“平衡”的程度順次增加。結(jié)果是V2只可能部分地形成二次滲碳體，V3則幾乎不與先共析滲碳體析出線(xiàn)相交。V3甚本上屬于100%形成偽共析體的情況，而V2則屬于部分形成偽共析體的情況。

共析鋼的碳化物在共析轉(zhuǎn)變之前析出網(wǎng)狀滲碳體，而冷卻速度的增加可以消除網(wǎng)狀滲碳體。隨著冷卻速度的加快，網(wǎng)狀組織逐步減少，最終可以在某個(gè)冷卻速度下完全消除網(wǎng)狀滲碳體。當(dāng)不完全消除時(shí)，則二次滲碳體呈斷斷續(xù)續(xù)的鏈條狀。徹底消除網(wǎng)狀二次滲碳體或部分消除網(wǎng)狀二次滲碳體都有利于球化退火的順利進(jìn)行。

消除網(wǎng)狀滲碳體的方法，可以從鍛造工藝及熱處理兩方面來(lái)考慮。例如：

1、在A(yíng)cm點(diǎn)以下一段溫度內(nèi)停鍛，使所析出的網(wǎng)狀碳化物由于鍛造時(shí)產(chǎn)生的流變而沖散。但這種方法應(yīng)嚴(yán)格控制停鍛溫度。

2、鍛后加速冷卻，單件地空冷，風(fēng)冷或噴霧冷卻。

3、已形成網(wǎng)狀的鍛件，加熱到Acm以上，再正火或采用噴霧冷卻。

4、到Acm以上，快冷至Ar1以下某溫度等溫。

5、調(diào)質(zhì)（淬火溫度必須超過(guò)Acm）。

使用熱處理方法來(lái)消除已形成的網(wǎng)狀滲碳體，都必須做到：

①加熱至Acm以上的溫度以獲得單相奧氏體。

②有足夠的保溫時(shí)間以使網(wǎng)狀碳化物完全溶入奧氏體。

③視工件鋼號(hào)和截面大小不同采用不同的冷卻速度快冷，直至采用水冷。

網(wǎng)狀碳化物文獻(xiàn)

采用分段滲碳法消除18Cr_2Ni_4WA鋼網(wǎng)狀碳化物 采用分段滲碳法消除18Cr_2Ni_4WA鋼網(wǎng)狀碳化物

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通過(guò)對(duì)大功率重載齒輪滲碳工藝的研究得出,采用分段滲碳新工藝,對(duì)改善滲層的碳化物狀態(tài)及消除網(wǎng)狀碳化物有很好的效果。

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終軋溫度對(duì)GCr15軸承鋼網(wǎng)狀碳化物析出的影響 終軋溫度對(duì)GCr15軸承鋼網(wǎng)狀碳化物析出的影響

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研究了終軋溫度(750～900℃)和成品規(guī)格(Φ12 mm和Φ5.5 mm)對(duì)GCr15軸承鋼網(wǎng)狀碳化物析出的影響。結(jié)果表明,當(dāng)軋制規(guī)格為Φ12 mm、終軋溫度為800℃時(shí),碳化物網(wǎng)狀級(jí)別最低,為1.5,終軋溫度降至750℃時(shí),碳化物網(wǎng)狀級(jí)別增加至2.0;當(dāng)軋制規(guī)格為Φ5.5 mm、終軋溫度為850℃時(shí),碳化物網(wǎng)狀級(jí)別最低,為1.5,終軋溫度在800℃時(shí)碳化物網(wǎng)狀級(jí)別又升高至2.5。小規(guī)格軋材終軋溫度過(guò)低,不利于網(wǎng)狀碳化物析出的抑制,最佳終軋溫度與軋制規(guī)格有關(guān)。

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此類(lèi)鋼一般以退火狀態(tài)交貨，根據(jù)需方要求也可以不退火狀態(tài)交貨。退火鋼材的硬度、斷口組織、網(wǎng)狀碳化物、珠光體組織、試樣淬火硬度、淬透性深度和鋼材表面脫碳層深度應(yīng)符合中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1298規(guī)定。此類(lèi)鋼中存在網(wǎng)狀碳化物和層片狀珠光體時(shí)，容易產(chǎn)生淬火變形、開(kāi)裂和硬度不均勻，并降低刃具耐磨性，容易引起刃具崩刃，降低刃具壽命。為了防止網(wǎng)狀碳化物的產(chǎn)生，鋼材要反復(fù)鍛造，鍛后要快速冷卻。通過(guò)球化退火可使層片狀珠光體中的滲碳體球化。此類(lèi)鋼淬火加熱一般用鹽浴爐，它可防止或減輕工具表層脫碳。在淬火冷卻時(shí)要注意防止變形和開(kāi)裂，為此一般采用分級(jí)淬火或等溫淬火，有的采用高頻淬火。淬火后應(yīng)及時(shí)回火，以防停放時(shí)發(fā)生變形或開(kāi)裂。用于制作刃具、模具和量具的碳素鋼。與合金工具鋼相比，其加工性良好，價(jià)格低廉，使用范圍廣泛，所以它在工具生產(chǎn)中用量較大。碳素工具鋼分為碳素刃具鋼、碳素模具鋼和碳素量具鋼。碳素刃具鋼指用于制作切削工具的碳素工具鋼，碳素模具鋼指用于制作冷、熱加工模具的碳素工具鋼，碳素量具鋼指用于制作測(cè)量工具的碳素工具鋼。

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1.表層粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物

形成原因及防止措施：

（1）滲碳劑活性太高或滲碳保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；

（2）降低滲劑活性當(dāng)滲層要求較深時(shí)，保溫后期適當(dāng)降低滲劑活性。

返修方法：

（1）在降低碳勢(shì)氣氛下延長(zhǎng)保溫時(shí)間，重新淬火；

（2）高溫加熱擴(kuò)散后瑞淬火。

2.表層大量殘余奧氏體

形成原因及防止措施：

（1）淬火溫度過(guò)高,奧氏體中碳及合金元素含量高；

（2）降低滲劑活性，降低直接淬火或重新加熱淬火的溫度。

返修方法：

（1）冷處理；

（2）高溫回火后,重新加火；

（3）采用合適的加熱溫度，重新淬火。

3.表面脫碳

形成原因及防止措施：滲碳后期滲劑活性過(guò)分降低,氣體滲碳爐漏氣。液體滲碳時(shí)碳酸鹽含量過(guò)高，在冷卻罐中及淬火加熱時(shí)保護(hù)不當(dāng)，出爐時(shí)高溫狀態(tài)在空氣中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

返修方法：

（1）在活性合適的介質(zhì)中補(bǔ)滲；

（2）噴丸處理(適用于脫碳層≤0.02mm時(shí)。

4.表面非馬氏體組織

形成原因及防止措施：滲碳介質(zhì)中的氧向鋼中擴(kuò)散，在晶界上形Cr、Mn等元素的氧化物，致使該處合金元系貧化，淬透性降低，淬火后出理黑色網(wǎng)狀組織(托氏體)控制爐內(nèi)介質(zhì)成分，降低氧的含量，提高淬火速度，合理選擇鋼材。

返修方法：當(dāng)非馬氏體組織出現(xiàn)處深度≤0.02mm時(shí)，可用噴丸處理強(qiáng)化補(bǔ)救；出現(xiàn)深度過(guò)深時(shí),重新加熱淬火。

5.反常組織

形成原因及防止措施：當(dāng)鋼中含氧量較高(沸騰鋼),固體滲碳時(shí)滲碳后冷卻速度過(guò)慢,在滲碳層中出現(xiàn)先共析滲碳體網(wǎng)周?chē)需F素體層,淬火后出現(xiàn)軟點(diǎn)。

返修方法：提高淬火溫度或適當(dāng)延長(zhǎng)淬火加熱保溫時(shí)間,使奧氏體均勻化,并采用較快淬火冷卻速度。

6.心部鐵素體過(guò)多

形成原因及防止措施：淬火溫度低,或重新加熱淬火保溫時(shí)間不夠。

返修方法：按正常工藝重新加熱淬火。

7.滲層濃度不夠

形成原因及防止措施：爐溫低,滲層活性低,爐子漏氣或滲碳鹽浴成分不正常 加強(qiáng)爐溫校驗(yàn),及爐氣成分或鹽浴成分的監(jiān)測(cè)。

返修方法：補(bǔ)滲。

8.滲層深度不均勻

形成原因及防止措施：爐溫不均勻:爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良；升溫過(guò)程中工件表面氧化；碳黑在工件表面沉積；工件表面氧化皮等沒(méi)有清理干凈；固體滲碳時(shí)滲碳箱內(nèi)溫差大及催滲劑拌和不均勻。

9.表面硬度低

形成原因及防止措施：表面碳濃度低或表面脫碳:殘余奧氏體量過(guò)多，或表面形成托氏體網(wǎng)。

返修方法：

（1）表面碳濃度低者可進(jìn)行補(bǔ)滲；

（2）殘余奧氏體多者可采用高溫回火或淬火后補(bǔ)一次冷處理消除殘余奧氏體；

（3）表面有托氏體者可重新加熱淬火。

10.表面腐蝕和氧化

形成原因及防止措施：

（1）滲劑中含有硫或硫酸鹽,催滲劑在工件表面熔化；

（2）液體滲碳后工件表面粘有殘鹽有氧化皮工件涂硼砂重新加熱淬火等均引起腐蝕；

（3）工件高溫出爐保護(hù)不當(dāng)均引起氧化；

（4）應(yīng)仔細(xì)控制滲劑及鹽浴成分，對(duì)工件表面及時(shí)清及清洗。

11.滲碳件開(kāi)裂(滲碳緩冷工件,在冷卻或室溫放置時(shí)產(chǎn)生表面裂紋)

形成原因及防止措施：滲碳后慢冷時(shí)組織轉(zhuǎn)變不均勻所致，如18CrMnMo鋼滲碳后空冷時(shí)，在表層托氏體下面保留了一層未轉(zhuǎn)變的奧氏體，后者在隨后的冷卻過(guò)程中或室溫停留過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋；減速慢冷卻速度，使?jié)B層完成共析轉(zhuǎn)變，或加快冷卻速度，使?jié)B層全部轉(zhuǎn)變馬氏體加殘余奧氏體。

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軸承最重要的零件就是軸承的套圈，進(jìn)口軸承的套圈是很不錯(cuò)的，質(zhì)量也是非常好的，那么進(jìn)口軸承的套圈怎么生產(chǎn)的呢？軸承

鍛造：鍛造過(guò)程中若產(chǎn)生過(guò)燒、過(guò)熱、內(nèi)裂成網(wǎng)狀碳化物等都會(huì)降低套圈的韌性和強(qiáng)度。所以必須始終嚴(yán)格控制加工溫度、循環(huán)加熱和鍛后散熱條件(如噴霧冷卻)等，特別是地較大品種套圈終鍛后，溫度在七百度以上的，不得堆積擺放。

熱處理：對(duì)熱處理設(shè)備密切監(jiān)控是車(chē)間一項(xiàng)重要工作。監(jiān)測(cè)設(shè)備的可靠性。對(duì)儀表、熱電偶等重要溫控器具須密切監(jiān)控，確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，對(duì)誤差超標(biāo)的要及時(shí)更換，嚴(yán)禁帶病運(yùn)行。

磨削工序的監(jiān)控。成品進(jìn)口軸承套圈不允許有磨削燒傷和磨削裂紋存在，特別是內(nèi)圈改錐度的配合面上不得有燒傷。套圈若酸洗后應(yīng)進(jìn)行全檢，剔出燒傷產(chǎn)品，嚴(yán)重?zé)齻牟荒芊敌藁蚍敌薏缓细竦膽?yīng)予報(bào)廢，不允許有磨削燒傷的套圈進(jìn)入裝配工序。

標(biāo)識(shí)管理，鋼材入庫(kù)后到套圈磨削前，各工序必須嚴(yán)格管理，嚴(yán)格區(qū)分GCr15和GCr15SiMn兩種不同材質(zhì)材料和產(chǎn)品。

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