某些高碳合金钢,如高碳铬轴承钢,由液态向固态转变时,最后凝固部分的碳及合金元素富集而产生亚稳定共晶莱氏体,这种碳化物偏析称为碳化物液析,也就是一次碳化物。碳化物液析(莱氏体钢除外)属于碳偏析缺陷。一次碳化物具有很高的硬度和脆性,热轧后破碎成小块,沿轧制方向分布,使轴承零件的耐磨性和疲劳强度显著降低,并容易产生淬火裂纹。
钢锭或钢坯经过充分地高温扩散退火,可以改善或消除碳化物液析,因此轧前加热应当增加高温带的停留时间。
什么叫带状碳化物?
高碳铬轴承钢钢锭冷却时形成的结晶偏析,在热轧变形时延伸而成的碳化物富集带,叫带状碳化物,呈颗粒状,经热轧后沿流线分布。
钢锭的碳化物偏析越严重,其未经扩散退火的热轧材中带状碳化物颗粒越大、分布越密集。锭型越大、浇注温度越高,钢锭中碳化物偏析就越严重。热轧前钢锭经过长时间的高温扩散退火(1150℃以上较长时间的加热),带状碳化物可以得到改善,但不能完全消除。严重的带状碳化物会造成轴承等零件在淬火、回火后硬度和组织不均匀等缺陷。
过共析碳素钢、合工钢、高碳铬轴承钢等钢材在轧后冷却过程中,在Acm-Ari温度范围内,浓度过高的碳以碳化物形式沿奧氏体晶粒边界析出,包围着奥氏体晶粒,在显微镜下呈现网状,叫网状碳化物。
钢的成分、终轧温度和冷却速度不同,网状碳化物的网络粗细及连续程度也不同。终轧温度越高、轧后的冷却速度越慢,网状碳化物的析出越严重。
网状碳化物增加钢的脆性,使钢的冲击韧性降低并缩短轧件的使用寿命。
网状碳化物的消除方法是尽量降低钢的偏析程度,加快奥氏体在ACm- Ar1之间的冷却速度,采取较低的终轧温度。网状碳化物可用正火的办法消除。球化退火也能使网状碳化物有所改善。
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