锻造 网状碳化物

1、锻造温度高或冷却不足会沿奥氏体晶界析出网状组织。

2、工件退火时冷却缓慢、堆积摆放也会产生网状组织。

危害：1、工件中存在网状组织，在淬火时易产生淬火裂纹。

2、存在网状组织，使得脆性加大，轴承在使用过程中受冲击载荷易产生脆裂。

预防：控制锻造温度和冷却速度，控制退火的冷却速度。

工件出现网状组织一般通过正火来消除，正火温度930-950度。

1原材料中的网状主要是钢材从液态冷却到固态时析出的碳化物；

2轴承钢制轴承工件中的网状可能是原材料带来的也可能是锻造退火中产生的，但是经过锻造后钢材原始的网状可能会得到一定程度的好转。锻造时加热温度太高、锻造后冷却速度太慢、退火时冷速不合理均会造成碳化物的网状；

3至于危害，网状碳化物的析出，主要是在晶界上，沿晶界分布，由于这种碳化物的存在，大大降低了晶格之间的延续性，降低了产品的性能，使产品耐冲击韧性下降脆性增加，容易使工件在使用中疲劳失效；

不论是锻造还是退火（温度过高或跑温），只要加热到奥氏体化。（过共析钢二次渗碳体+奥氏体）在工件的冷却过程中，冷却速度比较慢，碳化物（过共析钢）、铁素体（亚共析钢）往晶界处析出，随着时间的增加，碳化物或铁素体，沿晶界的形状形成断续的线，逐渐在晶界连成网，随着时间的增长，网逐渐加厚。冷却后保留到室温，叫网状组织。如果是亚共析钢，铁素体形成的网就叫，网状铁素体。如果是过共析刚形成的网状，就叫网状碳化物。

如果锻造温度高了冷却速度慢，形成的网状很大，反之温度低网状小。因为网状是沿晶界形成与晶粒大小有关，而网的粗细与晶粒无关。

退火出现网状是由于，退火温度过高或退火跑温造成。单纯的退火，冷却过慢不会造成网状。在检查球化退火时屡次发现此现象。

它与原材料铸锭冷却时成分偏析、锻造加热温度、终锻温度、锻造比、锻造后冷却速度都有着微妙的关系。但都与碳化物在晶界析出条件有关，它是成分、温度、时间的一个综合作用结果。不论是锻造还是退火（温度过高或泡温）的后期，原始组织是否均匀，在降温过程中有无二次再结晶条件（二次再结晶也促进网状碳化物的形成，也引起晶粒粗大）及降温的速度能否符合碳化物在晶界的析出成网状条件。冶金形成的碳化物在锻造时如不能有效消除碳化物的偏析（提高锻造温度有利于均匀组织），在随后的冷却过程中，冷却速度比较慢，碳化物往晶界处析出就有温度和时间条件，碳化物沿晶界的先形成断续的线，逐渐在晶界连成网，随着时间的增长，网逐渐就要加厚。直到冷却到室温，这就是网状组织形成过程。改变其中的任何一个条件，都会影响网状碳化物的形成条件，其中降低终锻温度，提高冷却速度对网状碳化物形成影响最大，其它因素达到某种程度时，才比较显著地影响网状碳化物形成，这时用正火才能有效消除。

第一、原材料网状本身比较严重，在后工序加工过程中不能得到消除。

第二、在锻造（如果是锻件）过程中，终端温度控制的比较高，并且冷却条件不良，导致在温度比较高的情况下碳化物沿晶界析出，形成网状碳化物。终端温度越高，冷却速度越慢形成的网状相对越严重。

第三、在球化退火过程中，出炉温度如果偏高，没有在临界点一下（一般要求650度左右）直接空冷后不但不会减轻锻造产生的微弱网状碳化物，反而还会会产生网状碳化物。

关于网状碳化物的形成与消除

网状碳化物是钢件在锻（轧）后的堆冷或空冷时较慢冷却过程形成的。如果锻造（或轧制）时在两相区800~900℃之间停锻（或轧），此时先共析碳化物虽然沿奥氏体晶界优先析出，但形变尚在继续进行，仍可

将析出的网状碳化物破碎。这种办法由于影响锻锤（或轧机）的生产率（通常形变的终止温度在1000℃左右），生产上很难采用这一办法。另一办法是锻（或轧）后，将钢件散置并快速冷却，如在轧机的滚道上安置喷水圈或吹风快冷。

若采用热处理办法消除这种有害的网状组织，便是先正火除网后球化。

因为正火能够使晶粒细化并使网状碳化物固溶破断，从而有效地消除过共析钢中的二次碳化物（含渗碳体）粗大网络。当加热到高于Acm点（Fe-C平衡图的ES线）时，二次碳化物溶解，随后在空气中快冷，来不及形成有害钢件性能的粗大网络。而退火和淬火工艺所采用的加热温度不高，难以消除严重网状碳化物的危害。所以，必须在球化退火之前予以消除或降低网状碳化物级别。

网状碳化物：碳在奥氏体中的溶解度随着温度降低而降低，产生脱溶，脱溶需要扩散的过程，也就是需要时间，当冷却较快时，由于热力学条件满足片状珠光体的生成条件，碳将不以网状析出。网状碳化物形成因素要两个：

1）温度足够高，使奥氏体中的溶碳量足够；

2）AC1以上温度冷却足够慢，使奥氏体中的过饱和碳有时间析出。

对于锻造，本身温度高，在冷却较缓慢时析出网状碳化物。只有加快冷却速度使锻件尽早进入珠光体转变区域，遏制碳的析出。

对于退火，正常温度下不会产生网状碳化物。正常的球化退火温度奥氏体化时溶碳量较少，不满足温度条件，但一定满足冷却速度的条件。所以退火产生网状碳化物原因在于温度高了。工艺没问题就是设备的事情了。

对于网状形貌：

锻造后的冷却即使满足了网状的冷速，最少也是空冷，要远高于球化退火的降温冷速。所以锻造后的网状偏细，而退火后形成的肥厚，如此解释，如有不妥还望指正。