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最近在跟热处理厂扯皮,一批P20预硬料(要求HRC30-34),供应商按真空淬火做的,回来的硬度倒是够,但客户说金相组织跟之前油淬的不一样,担心后期使用开裂。想问下真空淬火跟普通油淬在P20这种料上区别到底大不大?主要是组织、变形量这两块。另外真空淬火出来P20到底需不需要回火?回火工艺有啥讲究?
P20本身就是预硬钢,正常供货状态HRC28-32是原材料厂调好的(国内宝钢、抚顺的居多),拿到模具厂一般直接加工不用再热处理。你这套模具如果厚度超过80mm或者局部有改型需要补硬,真空淬火可以,淬火+回火后控制在HRC30-34完全没问题,但回火必须做,500-550℃回火至少两次,每次2小时以上,单次回火变形大、脆性高,客户担心的就是没回透的件,组织应力释放不彻底才会开裂。真空淬火跟油淬的差别主要是变形小(P20这种料变形量能差一半左右)、表面无氧化脱碳,所以金相上看起来组织更细更均匀一点,但这不代表它"差"或者"有风险",恰恰相反,真空淬火P20的使用性能通常优于油淬。跟客户解释清楚组织区别就行,别让热处理厂糊弄了没回火就交货。
先搞清楚料是国产P20还是进口P20+Ni(1.2738),这俩热处理工艺差不少。1.2738含Ni,真空淬火温度830±10℃,回火530℃×2h,硬度直接到HRC32-36,韧性比油淬好很多。你问组织不一样,大概率是真空炉气淬压力不够(4-6bar正常,有的厂只给2bar硬装),出来的心部组织偏粗,你拿硬度计打个截面梯度,R角位置跟型面硬度差超过2HRC就是淬透问题。建议让供应商补一份淬火曲线和炉温记录,没问题再收货。
P20做真空淬火意义不大,料本身合金元素就少(主要Cr、Mo、Mn),真空淬火的脱碳抑制优势发挥不了多少,而且真空炉费用比油淬贵一倍以上,性价比低。普通油淬+二次回火出来的件性能完全够用,除非是镜面模具或者精密件,否则没必要上真空。变形量这块P20本身淬透性还行,油淬变形也能控住。你先问问你们这个件精度要求多少,再决定要不要跟供应商继续扯。
变形量P20真空淬火比油淬能小30-50%,但前提是装炉方式正确,工件之间间距至少留15mm,薄壁件还得加防变形工装,不然真空淬火一样翘。你客户的担心有道理,但没回火才是真问题,把回火记录要过来看看。