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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 热处理 » 一个含碳量为0.67%的钢种的钢轨接头正火问题
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nzrfordream

铜虫 (小有名气)

[求助] 一个含碳量为0.67%的钢种的钢轨接头正火问题 已有4人参与

最近遇到个实际问题，是某个钢厂的焊接基地的焊接接头的正火问题。按照铁路行业标准，焊接接头正火后的晶粒度需要达到8级以上，而这个基地的接头的一个位置的晶粒度总是达不到，通常在6-7级之间。
  我去测量了他们的正火时的温度随时间的曲线。（曲线图见上传的图，另一个图为此位置切下来的金相显微图）发现最高温度为744摄氏度，整个加热过程为140s左右。
  目前我的判断是此位置的加热最高温度稍低于奥氏体转变温度，（没有根据的推导：钢种还含有其他合金，可能会阻碍奥氏体转变导致奥氏体转变温度大于727。)导致了该位置的一些组织在没有转变为奥氏体的情况下就快速冷却，导致了本该经历先转变为奥氏体再快速冷却细化晶粒的过程变成了只有加热粗化晶粒的过程。所以，最后晶粒没有达到行业标准的要求。
我把金相图和加热曲线图放上来，麻烦高手帮我看看，看看的我的分析是否正确，如果有其他看法的话，欢迎不吝赐教。

一个含碳量为0.67%的钢种的钢轨接头正火问题
1.jpg


一个含碳量为0.67%的钢种的钢轨接头正火问题-1
2.jpg
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也许放掉一些，活的会很轻松，我却不再是我
1楼 2015-05-04 20:23:04
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
其实为了证实楼主的猜测，可以将不同加热温度和保温时间的热处理组合进行实验，以晶粒大小的结果来验证先前的假设。
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2楼2015-05-04 20:44:23
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zhengxp

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
晶粒度达不到，一方面是冷速不够快，可以加大冷速；另一方面是原始组织过于粗大，一次正火无法细化到所要求的晶粒度，可以采取双重正火工艺。一般温度达不到，只是体现在硬度达不到要求，组织细化影响不大；相变线温度的确定，主要是合金元素的影响，加热速度也会影响，但因为你的加热速度不够快，因此没什么影响。
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尽力而为
3楼2015-05-04 20:54:36
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nzrfordream

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by peterflyer at 2015-05-04 20:44:23
其实为了证实楼主的猜测，可以将不同加热温度和保温时间的热处理组合进行实验，以晶粒大小的结果来验证先前的假设。

这个代价是很大的，每根接头的焊接成本就上w，还有时间成本，如此实验的花费可比检验费用还要高。所以只能用到一些理论知识加以分析。
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也许放掉一些，活的会很轻松，我却不再是我
4楼2015-05-04 21:10:46
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nzrfordream

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by zhengxp at 2015-05-04 20:54:36
晶粒度达不到，一方面是冷速不够快，可以加大冷速；另一方面是原始组织过于粗大，一次正火无法细化到所要求的晶粒度，可以采取双重正火工艺。一般温度达不到，只是体现在硬度达不到要求，组织细化影响不大；相变线温 ...

你说的温度达不到对组织细化程度影响不大我不太理解，温度达不到奥氏体转变温度就不存在细化晶粒的过程了吧？  根据你的理论知识，合金元素确实会提高想变温度吗？
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5楼2015-05-04 21:16:09
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zhengxp

金虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by nzrfordream at 2015-05-04 21:16:09
你说的温度达不到对组织细化程度影响不大我不太理解，温度达不到奥氏体转变温度就不存在细化晶粒的过程了吧？  根据你的理论知识，合金元素确实会提高想变温度吗？...

你想，温度达不到，那就在两相区（奥氏体+铁素体），奥氏体肯定会发生转变，晶粒细化，而铁素体，不会继续长大或粗化的，只能维持原来的晶粒尺寸，这个热处理原理有的，我建议你看看《金属学与热处理》这本书。合金元素对相变点温度的影响很大，比如，添加Ni元素，可以扩大奥氏体相区至室温，也就是说，奥氏体可以在室温下存在，你看看合金元素对相变点温度的影响有多大。
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尽力而为
6楼2015-05-04 22:01:18
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nzrfordream

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by zhengxp at 2015-05-04 22:01:18
你想，温度达不到，那就在两相区（奥氏体+铁素体），奥氏体肯定会发生转变，晶粒细化，而铁素体，不会继续长大或粗化的，只能维持原来的晶粒尺寸，这个热处理原理有的，我建议你看看《金属学与热处理》这本书。合金 ...

温度达不到，就不会出现奥氏体了吧。晶体在加热过程中如果没达到相变温度就被冷却会比加热之前有稍微大一点的晶粒吧？加热阶段发生了回复？
  合金元素的影响我是记得本科阶段学过，但是具体的也不记得了。
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也许放掉一些，活的会很轻松，我却不再是我
7楼2015-05-04 22:41:20
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happy犬夜叉

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
奥氏体形成元素有C N Ni  Cu
Mn等，其余常见合金元素基本为铁素体形成元素。母材C含量很高，建议楼主对母材进行化学成分分析，大致推断奥氏体转变曲线，然后判断加热最高温度是高于转变温度还是低于。另外结合原始晶粒度一起分析

[ 发自小木虫客户端 ]
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奔跑吧，兄弟
8楼2015-05-04 23:53:20
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yegang000

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
不知道你这接头的尺寸是多少，加热方式是什么，整个加热保温时间只有两分钟，难道只有5mm厚？感觉你的均温保温时间偏短，加热温度也偏低。正火加热不仅仅是要奥氏体化，还要奥氏体均匀化，如果加热温度不够，会有未溶的粗大原始组织遗留，加热时间不够，奥氏体的均匀化程度不够，不同含碳量的奥氏体在冷却过程中发生转变的时间不一致，也导致晶粒尺寸不一致。
晶粒长大对加热温度的敏感性大于对加热时间的敏感性，提高加热温度要慎重。
如果不考虑正火变形的话，建议使用风冷提高冷却速度。
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9楼2015-05-05 09:32:13
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