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        鍛件淬火裂紋及對策

        發布時間:2019/03/18 點擊數:746

               在引起鍛件產生裂紋的因素中,因淬火產生的裂紋占鍛件的絕大多數。淬火裂紋主要發生在淬火冷卻的后期,此時馬氏體相變基本結束,由于鍛件中存在大的拉應力,當應力超過材料的抗拉強度時就會產生裂紋。鍛件淬火時一旦產生淬火裂紋,將使產品報廢。淬火裂紋產生的主要原因,除了淬火過程中產生較大的淬火應力外,還與鍛件內存在非金屬夾雜物、碳化物偏析、工件結構設計不合理以及淬火工藝制度不合適等因素有關。實際生產中,往往根據淬火裂紋特征來判斷其產生的原因,從而采取措施預防其再次發生。淬火裂紋形成的原因和情況不同,它在鍛件中的分布形式也不同。

               1.縱向裂紋及其影響因素

               縱向裂紋又稱軸向裂紋。這類裂紋的特征是沿軸向分布,由鍛件表面裂向心部。它多產生在鍛件完全淬透的情況下。

               縱向裂紋是因為淬火時組織應力過大,使最大切向拉應力大于該時材料的斷裂強度而發生的。

               2.橫向裂紋(弧形裂紋)及其影響因素

               橫向裂紋的特點是垂直于軸的方向,由內往外開裂,往往在未淬透情況下形成,因熱應力所引起。橫向裂紋常發生于大型軸類鍛件上,如軋輥、汽輪機轉子等,且常在鍛件形狀突變的部位以弧形分布。橫向裂紋主要產生于鍛件內部或易造成應力集中的尖銳棱角及空洞附近。


        軸鍛件


               3.網狀裂紋

               網狀裂紋是一種表面裂紋,其深度較淺,一般在0.01-1.5mm左右。裂紋走向具有任意方向性,與鍛件的外形無關,許多裂紋相互連接構成網狀,裂紋面積較大。表面脫碳的高碳鋼淬火、機械加工中未完全去除脫碳層的進行表面淬火等極易形成網狀裂紋。但是并非脫碳層一定產生網狀裂紋。當表層完全脫碳時,淬火后表層為鐵素體,易變形,可使應力松弛,則不宜形成網狀裂紋。

               4.剝離裂紋

               剝離裂紋的特征是淬火后裂紋發生在鍛件次表層,裂紋與鍛件表面平行。這種裂紋多發生在表面淬火或化學熱處理(滲碳、碳氮共滲、滲氮及滲硼等)工件中, 裂紋的位置多在硬化層和心部交界處,即多產生在過渡區中。

               5.應力集中裂紋

               應力集中由鍛件的幾何形狀和截面變化引起。生產中許多淬火裂紋都是由應力集中引起的。當鍛件截面尺寸相差懸殊時, 則淬火冷卻使不同部位的冷速相差很大,馬氏體轉變的不同時性增加,組織應力增大,導致裂紋產生。當鍛件有尖角和空穴時,常由于應力過大而引起淬火裂紋。有資料介紹,尖角處的應力約為平滑面部位的10倍左右,所以常稱尖角是導致淬火裂紋的致命因素。

               6.過熱淬火裂紋

               因各種原因導致的奧氏體晶粒粗大(由原始組織不合格、淬火溫度過高、淬火保溫時間過長等引起),在隨后的淬火冷卻時就會形成沿晶界分布的裂紋。



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