调质是将亚共析钢加热超过Ac3以上30-50℃,当工件淬火温度正常,保温时间足够,且冷却速度也较高,过冷奥氏体在淬火过程中未发生分解,则淬火后得到的组织应是板条状马氏体和针片状马氏体。在中高温回火过程中,马氏体中析出碳化物,获得回火索氏体或回火屈氏体。下面就让江苏容大的小编为您分析紧固件螺栓调质的金相检验!
调质组织与评定
为确保高强度螺栓淬火时奥氏体化充分,淬火组织均匀,无未溶铁素体及非马氏体组织,必须充分重视淬火态组织的金相检验。对10.9级及以上高强度螺栓而言,淬火组织的均匀性尤为重要。
国外的高强度螺栓热处理非常重视钢的充分奥氏体化,确保其组织的均匀性,以获得最佳的强韧性配合,保障螺栓服役时安全可靠。国内高强度螺栓制造商对此尚未引起足够重视,普遍存在的问题是螺栓淬火加热保温不足,奥氏体化不充分。
评定调质处理的质量一般采用GB/T 13320—2007《钢质模锻件金相组织评级图与评定方法》。该标准适用于经过调质处理的结构钢件,不适用于脱碳、过热、过烧等组织的评定。
标准要求试样应在冷态下用机械方法制取;若采用热切时,必须将热影响区完全去除。制样过程中,不能出现因受热而导致的组织改变现象。试样抛光后用体积百分数2%~5%的硝酸酒精溶液侵蚀。
金相组织按1~8级评定,1级组织最好,8级组织最差。该标准第三组评级图,适用于结构钢调质处理件,尤其是高强度螺栓的调质检验。
被评定的调质组织介于两个级别之间时,以下一级为判定级别,例如大于3级小于4级时,则判为4级。调质的金相组织分析,在光学显微镜下用500倍观察,合格级别由供需双方协商约定,没有约定的以1级~4级为合格。生产实践表明,在低温环境下服役的螺栓,1级~3.5级为验收标准。
如果在评级时有争议,可以参考力学性能检验结果进行判定。
螺栓的调质及组织
GB/T 3098.1—2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》强调对8.8级及以上产品的材料要求应有足够的淬透性,以确保螺栓螺纹截面的心部在淬硬状态、回火前获得体积分数约90%的马氏体。
为保证良好的淬透性,对于8.8级、螺纹直径超过20mm的螺栓需采用标准规定的合金钢材料淬火并回火。
淬火后马氏体的粗细可按JB/T 9211—2008《中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级》进行评定。由于奥氏体化温度不同,马氏体形态和大小不一样。1级属于奥氏体化温度偏低,淬火组织是隐针马氏体、细针马氏体和体积分数不大于5%的铁素体;而8级则属于过热组织,是粗大的板条马氏体+粗片针马氏体。
正常淬火时控制在3~5级,其组织为细小的板条马氏体+片状马氏体,6级具有较高的冲击韧性、屈服强度和抗拉强度,适用于较大规格且要求淬透性高的螺栓。
图1为40Cr钢板条状及针状马氏体4级,图2为45钢板条状及针状马氏体5级,图3为SCM435钢板条状及针状马氏体4级,以上均为正常淬火组织。
因为合金元素的加入会减缓马氏体的分解、碳化物的析出和聚集以及残余奥氏体的转变等过程,回火温度将移向更高。
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