淬火裂紋、鍛造裂紋、磨削裂紋的特性及區(qū)別

淬火裂紋是常見(jiàn)的淬火缺陷，產(chǎn)生的原因是多方面的。因熱處理的缺陷是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始的，故預(yù)防裂紋產(chǎn)生的工作應(yīng)該從產(chǎn)品設(shè)計(jì)抓起。要正確地選擇材料、合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出恰當(dāng)?shù)臒崽幚砑夹g(shù)要求，妥善安排工藝路線，選擇合理的加熱溫度、保溫時(shí)間、加熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)、冷卻方法和操作方式等

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材料方面

1、碳是影響淬裂傾向的一個(gè)重要因素。碳含量提高，MS點(diǎn)降低，淬裂傾向增大。因此，在滿足基本性能如硬度、強(qiáng)度的條件下，應(yīng)盡量選用較低的碳含量，以保證不易淬裂。

2、合金元素對(duì)淬裂傾向的影響主要體現(xiàn)在對(duì)淬透性、MS點(diǎn)，晶粒度長(zhǎng)大傾向、脫碳的影響上。合金元素通過(guò)對(duì)淬透性的影響，從而影響到淬裂傾向。一般來(lái)說(shuō)，淬透性增加，淬裂性增加，但淬透性增加的同時(shí)，卻可以使用冷卻能力弱的淬火介質(zhì)以減少淬火變形的方法來(lái)防止復(fù)雜零件的變形與裂紋。因此，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，為了避免淬火裂紋，選擇淬透性好的鋼，并用冷卻能力弱的淬火介質(zhì)是一個(gè)較好的方案。

合金元素對(duì)MS點(diǎn)影響較大，一般來(lái)說(shuō)，MS越低的鋼，淬裂傾向越大，當(dāng)MS點(diǎn)高時(shí)，相變生成的馬氏體可能立刻被自回火，從而消除一部分相變應(yīng)力，可以避免發(fā)生淬裂。因此，當(dāng)碳含量確定后，應(yīng)選用少量的合金元素，或者含對(duì)MS點(diǎn)影響較小的元素的鋼種。

3、選擇鋼材時(shí)，應(yīng)考慮過(guò)熱敏感性。過(guò)熱較敏感的鋼，容易產(chǎn)生裂紋，所以在選擇材料時(shí)應(yīng)引起重視。

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零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、斷面尺寸均勻。斷面尺寸急劇變化的零件，在熱處理時(shí)，由于產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。故設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免斷面尺寸突變。壁厚要均勻。必要時(shí)可在與用途無(wú)直接關(guān)系的厚壁部位開(kāi)孔?？讘?yīng)盡量做成通孔。對(duì)于厚不同的零件，可進(jìn)行分體設(shè)計(jì)，待熱處理后，再進(jìn)行組裝。

2、圓角過(guò)渡。當(dāng)零件有棱角、尖角、溝槽和橫孔時(shí)，這些部位很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致零件淬裂。為此，零件應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成不發(fā)生應(yīng)力集中的形狀，在尖角處和臺(tái)階處加工成圓角。

3、形狀因素造成的冷卻速度差異。零件淬火時(shí)冷卻速度的快、慢隨零件 形狀的不同而不同。即使在同一零件上不同的部位，也會(huì)因各種因素而造成冷卻速度的不同。因此要盡量避免過(guò)大的冷卻差異，以防止淬火裂紋。

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熱處理技術(shù)條件

1、盡量采用局部淬火或表面硬化。

2、根據(jù)零件服役條件需要，合理調(diào)整淬火件局部硬度。局部淬火硬度要求較低時(shí)，盡量不強(qiáng)求整體硬度一致。

3、注意鋼材的質(zhì)量效應(yīng)。

4、避免在第一類回火脆性區(qū)回火。

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合理安排工藝路線及工藝參數(shù)

當(dāng)鋼件的材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件一經(jīng)確定，熱處理工藝人員就要進(jìn)行工藝分析，確定合理的工藝路線，即正確安排預(yù)備熱處理、冷加工和熱加工等工序的位置并確定加熱參數(shù)。

淬火裂紋

1、500X下，呈鋸齒狀，起始端裂紋寬，結(jié)束斷裂紋細(xì)小至無(wú)。

2、微觀分析：異常冶金夾雜，裂紋形貌呈鋸齒狀延伸；用4%的硝酸酒精腐蝕后觀察，沒(méi)有脫碳現(xiàn)象，微觀形貌見(jiàn)下圖：

1＃樣品

品裂紋處未發(fā)現(xiàn)異常冶金夾雜，沒(méi)有脫碳現(xiàn)象，裂紋呈鋸齒狀延伸，具有淬火裂紋的典型特征。

2＃樣品

分析結(jié)論：

1、樣品的成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求并對(duì)應(yīng)原始爐號(hào)成分。

2、由微觀分析，樣品裂紋處未發(fā)現(xiàn)異常冶金夾雜，沒(méi)有脫碳現(xiàn)象，裂紋呈鋸齒狀延伸，具有淬火裂紋的典型特征。

鍛造裂紋

1、典型材料原因?qū)е碌牧鸭y，邊緣為氧化物。

2、微觀觀察

表面白亮層應(yīng)為二次淬火層,二次淬火層下深黑色為高溫回火層

分析結(jié)論：存在脫碳的裂紋要分辨是否是原材料裂紋，一般裂紋脫碳深度大于等于表面脫碳深度的為原材料裂紋，裂紋脫碳深度小于表面脫碳深度的鍛造裂紋。

審核編輯 ：李倩