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淬火帶鋼淬火開裂原因和形式
熱處理生產過程中零件的冷卻速度過快,會造成其內外溫度存在溫差,形成了熱應力,在艦點以下形成的馬氏體的比體積9D和奧氏體比體積不同,則形成了組織應力,當二者內應力的合力超過鋼材的抗拉強度(或破斷強度),將造成零件的開裂。除原材料自身的缺陷造成零件出現淬火裂紋外,它還同零件的結構設計不合理、形狀不規則壁厚、截面突變、尖角等)、鋼材選用不當、淬火溫度控制不準確、冷卻速度不符合要求(在Ma點附近未從淬火介質中提出)、操作不當、淬火后未及時回火、零件的表面粗糙、鍛后未退火而直接淬火等因素有直接的關系。由于裂紋的形成原因不同,它在鋼件中分布的狀態和形式也有差別,鋼件一旦產生宏觀的淬火裂紋,將直接做報廢處理,因此應特別注意避免出現開裂。
縱向(軸向)裂紋主要是切向拉應力造成的;橫向(弧形)裂紋是拉應力引起的;網狀裂紋主要是表面上在兩向拉應力作用下形成的;剝離裂紋產生在很薄的硬化層內,是徑向拉應力過大造成的。 縱向(軸向)裂紋沿軸向分布情況,是從表面向內部擴展,萁裂紋的走向與軸向平行,在淬透零件表層切向拉應力比軸向應力大時才能出現。原因為:工件被完全淬透,心部轉變為馬氏體,導致表面切向拉應力過大,鋼的含碳量越高則越容易形成縱向裂紋;如果零件的尺寸在淬裂的敏感尺寸范圍內或原材料存在嚴重的帶狀偏析,也將產生裂紋的出現。資料介紹,W18Cr4V鋼制作的大直徑的管螺紋機用絲錐,如果冷卻過于激烈,容易出現該類裂紋。影響縱向裂紋的因素還有鋼的含碳量高、淬火溫度提高、零件的尺寸大、空心圓柱或套筒,以及非金屬夾雜物、碳化物、帶狀組織等將造成鋼的橫向強度和韌性的降低,在淬火冷卻過程中出現裂紋的概率增加。判斷軸向裂紋的原因的金相組織分析如圖3-5所示,從圖中可以對裂紋是非淬火裂紋還是淬火裂紋進行正確識別,它們具有不同的特征。
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