由于
零件在
淬火過程中,表面和心部的冷卻速度不一樣,因此形成馬氏體的先后也不一樣。當零件表面先形成馬氏體時,便給尚處于奧氏體狀態(tài)的心部以拉力,這時,由于奧氏體的塑性很好,此應(yīng)力可以通過奧氏體的塑性變形而被松馳。但是,當這部分奧氏體冷卻下來向馬氏體轉(zhuǎn)變時,由于先期形成的馬氏體硬度高,脆性大,塑性極小,故后形成的馬氏體部分對它產(chǎn)生的拉應(yīng)力迅速增大。一旦超過
材料的強度極限,就會引起開裂。另外,即使這種拉應(yīng)力沒有超過材料的強度極限,但由于材料內(nèi)部的缺陷而造成強度降低,也會引起開裂。這就是引起淬火開裂的
物理機理,在實際生產(chǎn)過程中,又具體以8種形式表現(xiàn)出來。
}I,]"0b O)`R)MQ) 1.原材料已有缺陷而導致的淬裂
mm\J]Cc` /S\P=lcb 如果原材料表面和內(nèi)部有
裂紋,在
熱處理之前未發(fā)現(xiàn),有可能形成淬火裂紋。在金相
顯微鏡下觀察,該裂紋兩側(cè)有脫碳層,且脫碳層中鐵素體的晶粒粗大。
t%q@W,2J n/S1Hae` 2.夾雜物導致的淬裂
gAgzM?A1( J'b*^K 如果零件內(nèi)夾雜物嚴重,容易造成應(yīng)力集中,淬火時將有可能產(chǎn)生裂紋。
WJ=eV8Uk {Z1j>h$ 3.因原始組織不良而導致的淬裂
m}Kn!21 Y%|f<C)lx2 (1)若鋼的顯微組織具有嚴重的帶狀偏析或化學成分嚴重偏析,在淬火時會引起極大的組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力。再者,碳化物聚集處易發(fā)生過燒現(xiàn)象,因而使零件容易發(fā)生開裂。
#r#UO a0CmCv2# (2)如果鋼在淬火前殘余內(nèi)應(yīng)力較大,在淬火時容易造成開裂,出現(xiàn)該情況的零件,往往存在晶粒粗大,有魏氏組織等現(xiàn)象。
5Ee%!Pk e6QUe.S (3)零件經(jīng)一次淬火后若需返修,在第二次淬火前又未經(jīng)消除組織應(yīng)力,則有可能在第二次淬火中產(chǎn)生裂紋,其裂紋往往沿著第一次的淬硬層分布。
t_x\&+W ,>`wz^z 4.淬火溫度不當而造成的兩種淬裂
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x= (1)儀表的指示溫度低于爐子實際溫度,使實際淬火溫度偏高,造成過熱淬火,導致零件發(fā)生開裂。凡過熱淬火開裂的顯微組織,均存在著晶粒粗大和粗大馬氏體,產(chǎn)生的裂紋主要以沿晶的形式存在。
_rY,=h{+ HPg@yx"U (2)鋼件實際含碳量高于鋼材牌號所規(guī)定的含量,若按原牌號作正常
工藝淬火時,等于提高了鋼的淬火溫度,故容易造成零件過熱和晶粒長大,使淬火時應(yīng)力增大而可能引起淬裂。
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wh\v @iS(P u 5.淬火時冷卻不當而造成的淬裂
xuv%mjQ arrNx|y 淬火時由于冷卻不當,也會使零件發(fā)生淬裂事故。例如45號鋼在淬火時有形成淬火裂紋的傾向。尤其當碳含量處于上限以及零件直徑在7~8mm 時易發(fā)生開裂。故淬火時選擇合適的冷卻介質(zhì)極其重要。另外,一些零件的
結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,截面尺寸變化又較大,如果冷卻劑選擇不當,壁薄部位容易造成應(yīng)力集中而導致淬裂。
o[O-|XL_ |94"bDL3~ 6.機械加工缺陷導致的淬裂
AWi~qzTZ /al(=zf 由于
機械加工不良,在零件表面留下了深而粗的刀痕,在淬火冷卻時,造成該處應(yīng)力集中而導致裂紋。
7^ITedW@ jL6u#0 7.零件外形對淬火裂紋的影響
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