中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，淬火回火金相組織檢驗(yàn)
發(fā)布人：發(fā)布時(shí)間：2024/9/27
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，金相顯微鏡不論在結(jié)構(gòu)上，還是光學(xué)系統(tǒng)上都有很大的改進(jìn)和提高，GB/T3098.1-2010《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)對(duì)8.8級(jí)及以上產(chǎn)品材料要求具有良好的淬透性，GB/T3098.23-2020《緊固件機(jī)械性能 M42～M72螺栓、螺釘和螺柱》標(biāo)準(zhǔn)也要求8.8級(jí)及以上產(chǎn)品材料必須使用合金鋼，以保證緊固件螺紋截面的芯部在“淬硬”狀態(tài)、回火前獲得約90%的馬氏體組織。
為此，金相檢驗(yàn)在緊固件行業(yè)得到快速發(fā)展。金相檢驗(yàn)不僅是借助于金相顯微鏡來研究金屬材料的內(nèi)部組織，而且還通過肉眼或低倍放大鏡下進(jìn)行宏觀檢驗(yàn)。
中碳鋼和中碳合金鋼是一種廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、高鐵、軌道交通、風(fēng)電等領(lǐng)域用高強(qiáng)度緊固件的鋼材，一般情況下，其最終熱處理狀態(tài)為調(diào)質(zhì)回火索氏體或中溫回火屈氏體，其力學(xué)性能很大程度上取決于馬氏體組織的粗細(xì)程度。
由于各行業(yè)對(duì)緊固件的品質(zhì)要求越來越嚴(yán)，作為監(jiān)控緊固件熱處理品質(zhì)重要方法之一的金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，也提出了更高的要求，因此，需要建立統(tǒng)一客觀及可量化區(qū)別的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),以便于引用。
目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于中碳鋼和中碳合金鋼淬火回火組織檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，有GB/T 13320-2007《鋼質(zhì)模鍛件金相組織評(píng)級(jí)圖及評(píng)定方法》、GB/T38720-2020《中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼淬火金相組織檢驗(yàn)》和JB/T9129-2000《60Si2Mn鋼螺旋彈簧金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。
而國(guó)外，未見到關(guān)于中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)淬火金相組織的檢驗(yàn)與評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)。
由此可知，在實(shí)際生產(chǎn)中，若依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同，就會(huì)引起不必要的糾紛，因此，有必要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的對(duì)比分析，以供選擇合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)GB/T13320-2007，適用于碳含量為0.25%～0.60%的碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)狀態(tài)的模鍛件金相組織評(píng)定。
但是，在實(shí)際中許多緊固件件是棒材或線材直接下料加工或鐓鍛成型，熱處理的目的是相同的,故只能借鑒此標(biāo)準(zhǔn)。
而標(biāo)準(zhǔn)JB/T9129-2000為60Si2Mn鋼螺旋彈簧檢驗(yàn)淬火及中溫回火的顯微組織評(píng)定提供了考核依據(jù)，也可供其他硅錳鋼、錳鋼螺旋彈簧金相檢驗(yàn)時(shí)參考。
標(biāo)準(zhǔn) GB/T38720-2020 規(guī)范了常用中碳碳素結(jié)構(gòu)鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的材料分類及質(zhì)量要求、顯微組織檢驗(yàn)方法、淬火組織等級(jí)與顯微組織評(píng)定。
標(biāo)準(zhǔn)適用于中碳碳素結(jié)構(gòu)鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼制零件淬火、回火后金相組織的檢驗(yàn)與評(píng)定。不適用于脫碳、過燒、等溫淬火等組織的評(píng)定。
02
原材料要求
原材料的質(zhì)量影響，往往不被重視，有時(shí)還會(huì)使人感到困惑，誤導(dǎo)熱處理工藝的制定。
因此，標(biāo)準(zhǔn)GB/T38720-2020規(guī)定了原材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、一般疏松、中心疏松、偏析及表面質(zhì)量應(yīng)符合GB/T699、GB/T3077等規(guī)定，常用材料牌號(hào)分類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
▲ 表 1 常用材料牌號(hào)分類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
原材料的晶粒度按GB/T6394方法測(cè)定，要求5級(jí)以上；非金屬夾雜物按GB/T10561的方法檢驗(yàn)，應(yīng)滿足表2的要求。
▲ 表 2 非金屬夾雜物級(jí)別要求
原材料帶狀組織、低倍缺陷按GB/T1979、GB/T13299檢驗(yàn)，Cr-Mo、Cr-Ni-Mo鋼中的帶狀組織應(yīng)小于等于3級(jí)，其他鋼種應(yīng)小于等于2級(jí)。
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)都要求在500倍下隨機(jī)觀察5個(gè)以上視場(chǎng),與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比進(jìn)行評(píng)級(jí)。
此外，標(biāo)準(zhǔn)GB/T38720-2020從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大方面對(duì)整個(gè)檢驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行了規(guī)定，從而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
其余標(biāo)準(zhǔn)明顯缺乏相關(guān)的規(guī)定要求。
這部分目前有些企業(yè)做得不夠完善到位，例如，檢測(cè)人員可能沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，更沒有相應(yīng)的上崗證；檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液沒有經(jīng)中和處理后集中處置;金相顯微鏡無定期的核查,無法滿足計(jì)量溯源性要求等。
而檢驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度、振動(dòng)、腐蝕等、檢驗(yàn)人員的資質(zhì)、技能、檢驗(yàn)質(zhì)量等應(yīng)滿足GB/T34895-2017《熱處理金相檢驗(yàn)通則》的相關(guān)要求；檢驗(yàn)試樣的取樣、制樣、磨光、組織顯示按GB/T34895的規(guī)定執(zhí)行。
04
淬火組織等級(jí)與顯微組織評(píng)定
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