在淬火過程中,由于外、芯的冷卻速率不同,馬氏體形成的順序也不同。當零件表面首先形成馬氏體時,仍處于奧氏體狀態的心被拉扯。此時,由于奧氏體具有良好的塑性,這種應力可以通過奧氏體的塑性變形得到松弛。然而,當這部分奧氏體冷卻并發生馬氏體變化時,較早形成的馬氏體具有較高的硬度、脆性和極低的塑性,因此較晚形成的馬氏體其張應力迅速增大。大了。一旦超過了材料的強度極限,就會發生開裂。此外,即使該拉應力不超過數據的強度極限,由于數據內部缺陷導致的結構強度下降也會導致開裂。這是導致淬火和開裂的物理機制。在實際生產過程中,具體表現在7個方面。
1. 淬火裂紋是由原始數據中存在的缺陷引起的
如果原始材料的內外都有裂紋,但在熱處理前沒有發現,則可能構成淬火裂紋。金相顯微鏡觀察發現,裂紋兩側均有脫碳層,脫碳層中鐵氧體晶粒較粗。
2.夾雜物導致的淬裂
淬火過程中,若夾雜物嚴重,則會產生簡單的本構應力,并產生裂紋。
3、淬火開裂由于原始安排不好
(1)當鋼的微觀組織存在嚴重的帶狀偏析或嚴重的化學偏析時,淬火過程中會產生較大的組織變化應力。另外,在碳化物裝配時容易出現過熱現象,使零件產生裂紋。
(2)淬火前鋼的殘余內應力較大,淬火時產生裂紋。出現這種情況的部件通常有粗晶粒和魏斯排列。
(3)如果零件在一次淬火后需要修補,而在第二次淬火前應力未消除,則在第二次淬火時可能出現裂紋,且裂紋常沿淬火層擴散。
4.兩種淬火裂紋是由于淬火溫度不合適引起的
(1)外部指示溫度低于爐內實際溫度,導致實際淬火溫度過高,形成過熱淬火,導致零件開裂。在超熱淬火開裂的微觀組織中,存在粗晶粒和粗馬氏體,裂紋主要沿晶粒分布。
(2)實際生產的鋼件含碳量高于鋼商標規定的含碳量。如果原商標用于普通工藝淬火,則相當于提高鋼的淬火溫度。增加的應力可能導致淬火開裂。
5. 淬火裂紋是由于淬火過程中冷卻不當造成的
淬火過程中由于冷卻不當,零件也會產生裂紋。例如,45號鋼在淬火過程中容易產生淬火裂紋。特別是當含碳量處于上限,且零件直徑為7-8mm時,容易出現裂紋。因此,在淬火過程中選擇合適的冷卻介質是非常重要的。此外,部分零件結構混亂,截面尺寸變化較大。如果冷卻劑選擇不當,薄壁只會形成應力,導致硬化和開裂。
6.淬火引起的加工缺陷
由于加工不好,零件表面會留下深而粗的刀痕。淬火和冷卻時,產生的應力會引起裂紋。
7.零件形狀對淬火裂紋的影響零件形狀不合理或截面過渡區厚度差異較大。淬火過程中應力集中,易產生裂紋。否則,如果鑄件流線分布不均勻,也可能在淬火過程中形成淬火裂紋缺陷。