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淬火带钢淬火开裂原因和形式
热处理生产过程中零件的冷却速度过快,会造成其内外温度存在温差,形成了热应力,在舰点以下形成的马氏体的比体积9D和奥氏体比体积不同,则形成了组织应力,当二者内应力的合力超过钢材的抗拉强度(或破断强度),将造成零件的开裂。除原材料自身的缺陷造成零件出现淬火裂纹外,它还同零件的结构设计不合理、形状不规则壁厚、截面突变、尖角等)、钢材选用不当、淬火温度控制不准确、冷却速度不符合要求(在Ma点附近未从淬火介质中提出)、操作不当、淬火后未及时回火、零件的表面粗糙、锻后未退火而直接淬火等因素有直接的关系。由于裂纹的形成原因不同,它在钢件中分布的状态和形式也有差别,钢件一旦产生宏观的淬火裂纹,将直接做报废处理,因此应特别注意避免出现开裂。
纵向(轴向)裂纹主要是切向拉应力造成的;横向(弧形)裂纹是拉应力引起的;网状裂纹主要是表面上在两向拉应力作用下形成的;剥离裂纹产生在很薄的硬化层内,是径向拉应力过大造成的。 纵向(轴向)裂纹沿轴向分布情况,是从表面向内部扩展,萁裂纹的走向与轴向平行,在淬透零件表层切向拉应力比轴向应力大时才能出现。原因为:工件被完全淬透,心部转变为马氏体,导致表面切向拉应力过大,钢的含碳量越高则越容易形成纵向裂纹;如果零件的尺寸在淬裂的敏感尺寸范围内或原材料存在严重的带状偏析,也将产生裂纹的出现。资料介绍,W18Cr4V钢制作的大直径的管螺纹机用丝锥,如果冷却过于激烈,容易出现该类裂纹。影响纵向裂纹的因素还有钢的含碳量高、淬火温度提高、零件的尺寸大、空心圆柱或套筒,以及非金属夹杂物、碳化物、带状组织等将造成钢的横向强度和韧性的降低,在淬火冷却过程中出现裂纹的概率增加。判断轴向裂纹的原因的金相组织分析如图3-5所示,从图中可以对裂纹是非淬火裂纹还是淬火裂纹进行正确识别,它们具有不同的特征。
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