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& w# n5 R6 U$ k8 [) h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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2 ]7 R9 e- U8 e2 J+ X5 Q 材料方面& `+ ?- ]2 y8 Q4 B4 V) b. G
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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。* Y, r, x$ v0 Y' m
# \# y) ]2 V2 | n3 t2、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。
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5 P$ N' ?5 P$ u1 G. H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。
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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。: O5 D) e2 a/ H8 K& D2 g
7 Z a$ m: f' R0 J8 w8 {零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ; Q0 ?! P1 v* ]( b( o' d( l
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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。
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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。' J' a+ \, b0 e
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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。# T2 b, ^3 ^6 M: ?! M
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熱處理技術(shù)條件9 q& C8 o! E4 W
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1、盡量采用局部淬火或表面硬化。) b. n, M8 P/ k z: ~" n: ]# w
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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。% h; F4 ]8 k6 r
! U' X9 H* r' w: J; l3、注意鋼材的質(zhì)量效應(yīng)。
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, b7 O9 v9 B# u4、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) N* l/ ~: q/ W1 c, U
: U0 ?2 o0 T4 l9 ^5 w0 d+ `! H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)。
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3 i7 E5 G% v% K# p) v; [! A3 a, J淬火裂紋
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" g' J3 |8 r9 Z5 M: \8 N& a1、500X下,呈鋸齒狀,起始端裂紋寬,結(jié)束斷裂紋細(xì)小至無(wú)。* J7 ?% \( K0 y* }+ Q
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% z/ c8 w% G R3 d+ q2 a 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:
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4 ~0 l5 ?* A" V: l7 j 1#樣品
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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。1 \# W5 C8 V# e8 e0 G4 R; x
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5 [8 p# ]! d2 O( d( E2 k 2#樣品3 j. E) k6 L2 w8 K
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分析結(jié)論:
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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。 m+ `: D4 | z* n. j. Q
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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。
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鍛造裂紋2 ?( _+ s9 V+ H* H
4 l* M$ O$ K: @. z& j. o1、典型材料原因?qū)е碌牧鸭y,邊緣為氧化物。' Q& n- b: @$ B& @$ l& I6 e+ l
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2、微觀觀察& z5 T8 y0 r9 ? o1 Q ^* J
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6 k& f$ A" v( K( X% {. X- K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0 j/ i, j. V) g+ I( n, d5 ]+ ?
. ]+ L( r/ O. J G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。
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