P20真空淬火裂了 形状是个镶件 大概60mm厚 有大佬帮看下吗
我们厂最近出了个事，一批P20的镶件真空淬火后探伤发现有裂纹，零件大概60mm见方，厚度方向有个台阶，薄处约25mm，厚处60mm。真空炉淬火，1050℃奥氏体化，保温按1.2min/mm算的，氮气淬火到80℃出炉，回火还没做。模具要求硬度HRC50-52，之前同样的材料同样的炉子做了几百套都没事，就这一批裂了。
自己怀疑是厚薄差太大应力没释放，但又说不上来到底哪步出了问题。有没有处理过类似情况的，这个比例的厚薄差做P20真空淬火是不是有讲究？保温时间和氮气压力该怎么调？先谢了。
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P20真空淬火开裂八成是淬火应力问题。你这个厚薄比超过1:2.5了，本身就是裂纹敏感结构。氮气淬火冷却速度比油慢但比气快，薄处先马氏体相变，厚处还在奥氏体状态，等厚处开始相变时薄处已经被拉住了，这种情况下应力集中肯定在过渡圆角或者薄壁根部。
几个方向你查一下：1. 看裂纹位置是不是都集中在台阶根部或者厚薄过渡区，如果是基本就是这个原因；2. 1050℃对P20来说偏高，P20正常淬火温度1000-1030℃，温度高晶粒粗大也会增加脆性，调到1020℃试试；3. 氮气压力多少？一般6-10bar比较常见，薄厚差大的件建议适当降压力到4-6bar，慢冷一点；4. 淬火前最好做一次去应力退火，特别是粗加工后，600-650℃保温2小时炉冷。
另外问下，你这镶件之前加工有没有做过线切割或者电火花？这些加工表面有白层和微裂纹，淬火时就是裂纹源。如果有电火花加工，淬火前必须把白层磨掉。
光看描述还不好说。你这批料的炉号是新开的料还是之前那家供应商的？如果是换了批次，八成是材料问题，P20杂质含量高一点淬火就容易裂，特别是S、P含量超标的。让他们出个材质证明对比下。另外氮气淬火出炉温度80℃也有点低，控制在100-150℃出炉对减少开裂有帮助，太低反而增加残余应力。
不太认同P20要降到1020℃这个说法。P20的标准淬火温度就是1050℃左右，国标GB/T 1299里写得清楚，Ac1大约770℃，Ac3大概800℃多，1050℃是常规工艺，温度低了反而奥氏体化不充分，碳化物溶解不够，回火后硬度上不去也容易出现回火脆性。你厂里之前做几百套都正常，说明工艺本身没大问题，这次出问题是偶发还是批量的？
台阶根部的圆角多大？这玩意儿对开裂影响很大，P20淬火前根部圆角至少留R3以上，过渡圆滑才能让应力分散开。还有薄处的厚度25mm，长度方向是多大？如果长宽比也大，翘曲加开裂的风险会更高。