螺栓δ-铁素体问题的一点补充

苍狼大地

之前请教过螺栓δ-铁素体的问题，请教以后又读了一些东西，认识加深了一些，所以在这补充一点东西，感谢原来几位大侠的回复。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~提问分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Q：之前跟螺栓厂家交流的时候，他们特别关注delta 铁素体，红毛给他们的培训资料就是这么说的，然后每个人都会提这个。我问他们得到的说法就是：
1. 前期磷化有P，容易在热处理过程中产生δ-铁素体，在螺栓表面形成白色膜，引起脆性断裂。白膜通常很薄，与脱碳相当，但脱碳（非完全脱碳）的碳浓度存在渐变，而δ-铁素体只在表面，不存在浓度渐变。
2. 12.9级螺栓不允许出现δ-铁素体。
3. δ-铁素体影响疲劳寿命，容易发生突然断裂。
但是具体机理他们也不懂，我去查相关资料也没有找到，国内没看到有提这个的资料。

Fe-C相图中，δ-铁素体只在高温区间很小范围内存在，国内一般认为影响很小，多不考虑。因为跟供应商交流的时候供应商反复提到，供应商是做了很多年的红毛供应商，肯定是生产实践中碰到这个问题，而且应该有不少教训，不会是胡说八道。这应该是一个关键点，所以我关注它。但查期刊没有查到相关资料，读《Handbook of bolt and bolted joint》也没有相关论述。

供应商线材从钢厂买来的冷拔料，通过磷化润滑后冷拔。冷镦、搓丝后在900°左右热处理，450℃左右回火，到不了delta铁素体的高温。还有一点就是特别提到与磷反应的场合，如果没P不会产生delta铁素体，我觉得关键点还是钢铁＋磷在热处理温度下的反应。

998：这个要具体查材料了，没法泛泛说了，比如锰影响奥氏体转化，要看具体数据，

磷的影响，跟温度还有关系，在表面影响更大，有时间好好聊这个问题，

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~补充分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

1. 具有强度等级要求的螺栓（硬度＞22HRC），在冷镦和搓丝后需进行淬火回火热处理。若在氧化气氛中进行，润滑剂和磷化层将以氧化物的形式去除，不会对产品产生不良影响。但要求达到8.8级及以上性能、抗拉强度＞800MPa，淬火回火通常在中性或还原性气氛中进行，残留磷将形成δ相（δ铁素体、Fe3P或磷酸铁），因此建议中性或还原性气氛中淬火回火的螺栓在热处理前用碱性脱脂剂（10%浓度）清洗，以去除磷。

2. 从形貌上看，δ-铁素体层为白色膜，基体与异常层界限分明。脱碳层（不完全脱碳）时存在C浓度渐变。从形貌可以区分两者。

3. 在奥氏体化温度（880℃）下，含P螺栓形成晶间化合物Fe3P，Fe-P图表显示当P达到15%时，形成δ相。故在奥氏体化温度下，P 扩散并形成δ相。P使奥氏体分区碳析出，局部区域贫碳，从而有利于铁素体稳定化。
        ※ 从Fe-P相图中，还是没有理解到为什么容易形成δ相，如何看相图要练习。

4. δ相为硬相，硬度为450HV，韧性低，易碎。当扩散到晶界时，由于在此区域的沉淀而发生脆断，引起晶间内聚。δ相（Fe3P），晶粒结构为Temagonal body centered体心立方晶粒，此相具有高硬度且滑移系少，因此极脆，容易促进微裂纹形成，在疲劳载荷下易发生突然失效。
P使材料抗冲击性能降低，同时降低螺栓的韧性和延展性，低于某一限值在环境温度下引发脆断。此类失效在高强度螺栓（屈服强度＞900MPa）中尤为明显。

感受：
1. 硬了以后，必须有良好的支撑，没有支撑，突兀的硬层反而容易形成薄弱环节，就类似于氮化层的蛋壳理论。从微裂纹的形成和扩展考虑其失效。
2. 磷在奥氏体晶界的偏聚偏析，形成高硬度高脆性δ相在生产高强度螺栓时须避免。可以通过碱性脱脂剂清洗去除前道工序的残留磷。
3. 判断条件：屈服强度＞900MPa的高强度螺栓需要考虑；前期有磷引入，如前处理中针对拉拔过程的磷化润滑；中性或还原性气氛中淬火；淬火温度达到奥氏体化温度。可以切片做低倍，判断是δ相还是脱碳，锁定原因。

2266998

哈哈，大虾，我看人家读书，其实我也挺高兴的，疑为‘戴拿骚’，哈哈，今天读书的家伙确实少啊，哈哈，

这个问题，我看你也读了不少东西，但顺序依然还有些问题，没有完全读到‘实质与核心’，你想完全读懂，必须从凝固读下来，否则，没法全懂，我没玩连铸之前，也有类似困境，玩连铸，不得不读书，也算体会吧，谈谈我的体会了，

1，液相的时候，碳是完全溶解的，极端情况例外，不谈，深说没完了，哈哈

2，到液相线了，发生‘凝固’，就是‘一个小颗粒一个小颗粒’的分别凝固，直到温降为1394度，初始形成的都是体心立方的，所谓‘德塔铁’，注意，此时，碳还在里面呢，没出来，

3，。到1349度，才发生异构，改面心立方了，这是分子力的作用，也不细说了，没完，哈哈

温度再降，就看速度了，碳跑出来了，就形成铁素体，有许多形态，高碳部分，形成渗碳体，都是‘单独的体’，注意这个了，

碳完全没机会跑出来（理论上），固溶在里面了，就成为马氏体，按含碳量，形成不同形态，

下面，就发生了锰，镍，磷、硫的影响，这些东西假如含量很低，有些固溶在里面，几乎没有影响，但含量高了，跑出来了，只要一跑出来，就在晶界就发生作用了，比如‘软相’的硫化物，看在哪里了，有些就不影响，而有些‘硬相’就有影响，甚至非常大的影响，

讨论这些，分‘上半截’与‘下半截’的作用区别，哈哈，就跟洪晃写‘男人的上半截与下半截’是一个道理，洪写的是陈凯歌，凯爷，其它家伙，还没有那个资格呢，哈哈，凯爷有，凯爷要睡谁就是它，哈哈，

所谓‘上半截’就是由高温凝固下来的时候，发生什么了，磷是怎么出来的，剩下多少，干什么了，高温下来，德塔转伽玛，转阿尔法，条件合适，德塔相就无从存在，留不住，极少作为‘磷化类似体’存在，条件不允许，

而‘下半截 磷作用，温度是往上走的，表面作用大，温度变化陡，梯度大，也许就有少量存留，跟条件有关系了，

哈哈，好好玩，都说一遍，每天有好几千米，很吓人的，哈哈，因为你说完了，他人无从判断对错，就白给你了大笔银子，

米国佬坐对面，就要’慎侃‘，要挨拳头，德国人就好些，当然，英国人也要小心了，哈哈，

想看天的蛙

2266998 发表于 2016-10-22 16:35
哈哈，大虾，我看人家读书，其实我也挺高兴的，疑为‘戴拿骚’，哈哈，今天读书的家伙确实少啊，哈哈，

这 ...

八爷，所谓上下半截就是指冷却，与回火时候的不同影响吗？看相图磷在铁中的溶解度比碳大多了，有害元素对钢的影响主要都是发生在晶界上吗？也就是妨碍了钢基体的连续性。还有一点疑问如楼主所说磷主要存在表面，德尔他铁也主要存在表面，那应该是易形成表面裂纹，心部也会被拉断吗？

惯性矩

大侠继续努力，我最近也在看材料，看了大侠和八爷的帖子有点收获，感谢大侠，八爷

无独有偶

没怎么看明白，是说螺栓必须要经过磷化处理，这个过程中带来的P导致了螺栓的脆化么？

无独有偶

2266998 发表于 2016-10-22 16:35
哈哈，大虾，我看人家读书，其实我也挺高兴的，疑为‘戴拿骚’，哈哈，今天读书的家伙确实少啊，哈哈，

这 ...

请教一下，液相的时候是通过什么手段或方法来获知碳是溶解的？

苍狼清风笑

8爷，我看共析钢转到马氏体的话，要很大的过冷度。如果到达1S的时间，就已经和C曲线相交了，那么就得不到很好的马氏体了。要得到好的马氏体，几乎要在0.5S内冷却到Ms线以下温度。这个工艺上能实现吗？很疑惑，抑或曾加一些其他元素让C曲线右移。