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cyqdesign

2010-12-18 21:21

解析鋼制零件形成淬火裂紋的原因

由于零件在淬火過(guò)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(dāng)零件表面先形成馬氏體時(shí)，便給尚處于奧氏體狀態(tài)的心部以拉力，這時(shí)，由于奧氏體的塑性很好，此應(yīng)力可以通過(guò)奧氏體的塑性變形而被松馳。但是，當(dāng)這部分奧氏體冷卻下來(lái)向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，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(duì)它產(chǎn)生的拉應(yīng)力迅速增大。一旦超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，就會(huì)引起開(kāi)裂。另外，即使這種拉應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，但由于材料內(nèi)部的缺陷而造成強(qiáng)度降低，也會(huì)引起開(kāi)裂。這就是引起淬火開(kāi)裂的物理機(jī)理，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，又具體以8種形式表現(xiàn)出來(lái)。

1.原材料已有缺陷而導(dǎo)致的淬裂

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。

2.夾雜物導(dǎo)致的淬裂

如果零件內(nèi)夾雜物嚴(yán)重，容易造成應(yīng)力集中，淬火時(shí)將有可能產(chǎn)生裂紋。

3.因原始組織不良而導(dǎo)致的淬裂

（1）若鋼的顯微組織具有嚴(yán)重的帶狀偏析或化學(xué)成分嚴(yán)重偏析，在淬火時(shí)會(huì)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(guò)燒現(xiàn)象，因而使零件容易發(fā)生開(kāi)裂。

（2）如果鋼在淬火前殘余內(nèi)應(yīng)力較大，在淬火時(shí)容易造成開(kāi)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。

（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。

4.淬火溫度不當(dāng)而造成的兩種淬裂

（1）儀表的指示溫度低于爐子實(shí)際溫度，使實(shí)際淬火溫度偏高，造成過(guò)熱淬火，導(dǎo)致零件發(fā)生開(kāi)裂。凡過(guò)熱淬火開(kāi)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。