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锻造裂纹与热处理裂纹产生原因

发布时间:2022-01-04   点击次数:443次

锻造裂纹与热处理裂纹产生原因



1、锻造裂纹产生原因:钢在锻造过程中,由于钢材存在表面及内部缺陷,如发纹、砂眼、裂纹、夹杂物、皮下气泡、缩孔、白点和夹层等,都可能成为锻打开裂的原因。另外,由于锻打工艺不良或操作不当,如过热、过烧或终锻温度太低,锻后冷却速度过快等,也会造成锻件开裂。

2、热处理裂纹产生原因:淬火裂纹是宏观裂纹,主要由宏观应力引起。在实际生产过程中,钢制工件常由于结构设计不合理,钢材选择不当、淬火温度控制不正确、淬火冷速不合适等因素,一方面增大淬火内应力,会使已形成的淬火显微裂纹扩展,形成宏观的淬火裂纹,另一方面,由于增大了显微裂纹的敏感度,增加了显微裂纹的数量,降低了钢材的脆断抗力Sk,从而增大淬火裂纹的形成可能性。





影响淬裂的因素




影响淬裂的因素很多,这里仅将生产中常碰到的几种情况作一介绍。  

1、原材料已有缺陷而导致的淬裂:如果原材料表面和内部有裂纹或夹杂物等缺陷,在淬火之前未发现,有可能形成淬火裂纹;

2、夹杂物导致的开裂:如果零件内部夹杂物严重,或本身因夹杂物严重已经隐藏有裂纹,淬火时将有可能产生裂纹;

3、因原始组织不良而导致的淬裂;

4、淬火温度不当造成的淬裂:淬火温度不当引起零件淬裂,一般有两种情况:(1)仪表指示温度低于炉子的实际温度,使淬火温度偏高,造成淬火过热,导致工件发生开裂。凡是过热淬火开裂的金相组织均存在晶粒粗大和粗大的马氏体。

(2)钢件实际含碳量高于钢材牌号所规定的含量,若按原牌号的正常淬火工艺淬火时,等于提高了钢的淬火温度,容易造成零件过热和晶粒长大,使淬火时应力增大而引起淬裂。

5、淬火冷却不当造成的淬裂:淬火时由于冷却不当,也会使零件产生淬裂事故。

6、机加工缺陷导致的淬裂:由于机加工不良,在零件表面留下了粗而深的刀痕,尽管是很简单的零件或不是应力集中的地方,也会在淬火时造成开裂,或在服役过程中发生早期损坏。

7、零件外形对淬火裂纹的影响:零件几何形状不合理,或截面过度区厚薄相差较大,在淬火时均易因应力集中产生裂纹。

8、不及时回火导致的开裂:淬火后不及时回火,将可能因淬火残余应力过大而导致裂纹产生。





裂纹的分辨方法



如何区分究竟是淬火裂纹、回火裂纹、锻造裂纹还是磨削裂纹等是很重要的,这样便于准确查找裂纹发生在哪一工序,有利于分析裂纹产生的原因。 

第一,注意淬火裂纹和磨削裂纹形态的不同。对于淬火时未发现而在磨削后才发现的裂纹,要区别是淬火裂纹还是磨削裂纹。在裂纹未附着污染物时比较容易,此时注意裂纹的形态,特别是裂纹发展的方向,磨削裂纹是垂直于磨削方向的,呈平行线形态,或呈龟甲状裂纹。磨削裂纹的深度根浅,而淬火裂纹一般都比较深  比较大,与磨削方同无关,多呈直线刀割状开裂。 

第二,注意裂纹发生的部位。尖锐的凹凸转角处、孔的边缘处、刻印处、打钢印处及机械加工造成的表面缺陷等部位,在这些部位发生的裂纹多属淬火裂纹。 

第三,通过观察零件的裂断面来区分是淬火裂纹还是淬火前的锻造裂纹或其他情况造成的裂纹。若裂纹断面呈白色或暗白色或浅红色(水淬时造成的水锈),均可断定为淬火裂纹,若裂纹断面呈深褐色,甚至有氧皮出现,那就不是淬火裂纹,系淬火前就存在的裂纹,是零件经过锻造或压延时形成的裂纹,这些裂纹都会因淬火而被扩大。因淬火裂纹基本上是在MS点以下时形成的,其断面是不会被氧化的。 

第四,在显微组织中,淬火裂纹是沿晶界断裂,若不是沿晶界断裂,而是沿晶内断裂,则属于疲劳裂纹。 

第五,如果裂纹周围有脱碳层存在,那就不是淬火裂纹,而是淬火前就存在的裂纹,因为淬火裂纹是淬火冷却时产生的,绝不会发生脱碳现象。


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