低合金工具钢常见组织缺陷---碳化物带状和液析

低合金工具钢常见组织缺陷---碳化物带状和液析
碳化物带状组织是钢锭结晶时发生的树枝状偏析引起的，热变形后偏析区被拉长，一些富有铬和碳的偏析区将析出交多的碳化物，因而在钢材纵断面的显微磨片下呈带状。带状碳化物是一个不均匀的组织因素，对退火和淬火的组织转变有相当大的影响。热压力加工后的钢材中若存在严重的带状碳化物，则退火时就很难获得均匀一致的球化组织，退火时，在那些贫碳地带往往形成片状珠光体，即使在贫碳地带得到了球化珠光体，但从整体来说，碳化物颗粒在大小和分布上是不均匀的。www.hongchao-dg.cn严重的碳化物带状组织也使获得均匀的淬火组织发生困难。在淬火加热时，贫碳的地带容易发生过热，奥氏体晶粒比较粗大且不均匀，马氏体是锲状而不是了隐晶状的。在富碳地带则容易出现屈氏体组织。由于碳化物带状组织所引起的淬火组织的不均匀性，使工件及工模具中的内应力增加，而淬火组织中出现的屈氏体也使淬火件表面硬度不均匀。此外，严重的碳化物带状组织的存在，使工件和工模具在淬火时产生较大的畸变，增加了热变形后钢的各向异性，促进裂纹的形成。
在轴承钢及低合金工具钢中，可能出现个别粗大碳化物沿热变形方向排列的现象，称为碳化物液析。铸锭凝固时，在树枝状偏析严重的情况下，局部地区钢液中的碳和铬含量很高，具备了形成共晶莱氏体的条件。当共晶液体数量很少时，共晶中的奥氏体相依附在初晶奥氏体枝晶上生成，而将共晶碳化物离异出来，剩留在两个相邻的树枝状晶体之间，热变形后，液析碳化物沿着钢的延伸方向拉长呈条带状，因此，液析碳化物实质是共晶碳化物，是由液体结晶出来的。
碳化物带状组织与碳化物液析产生的原因都是由于树枝状偏析，但碳化物形成的过程不同，当偏析程度较低时只出现碳化物带状组织，而当偏析严重时，会同时出现碳化物的液析和碳化物带状组织。碳化物液析通过扩散退火能被消除，扩散退火的温度为1150~1200℃。上图为GCr15钢的显微缩孔、杂质与碳化物液析（放大500倍）。图1为9SiCr钢中的碳化物带状偏析和液析（放大500倍）。

图1  9SiCr钢组装节模中的碳化物带状偏析和液析，500×

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