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大型鍛件的缺陷與對(duì)策:淬火裂紋與回火脆性

發(fā)布時(shí)間:2015-11-27 點(diǎn)擊數(shù):2105

         大型鍛件的缺陷與對(duì)策:淬火裂紋與回火脆性

    

  許多對(duì)力學(xué)性能與表面硬度要求高的大鍛件,鍛后要經(jīng)粗加工,再進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理或表面淬火。在熱處理時(shí),由于溫度急劇變化,將產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力。由于相變還產(chǎn)生組織應(yīng)力,和鍛件存在的殘余應(yīng)力疊加,合成的拉應(yīng)力值如果超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度,并且沒(méi)有塑性變形松弛,將會(huì)產(chǎn)生各種形式的開(kāi)裂和裂紋。例如縱向、橫向、表面和中心裂紋,表面龜裂和表層剝離等。


  由于大鍛件截面尺寸大,加熱、冷卻時(shí)溫度分布不均勻,相變過(guò)程復(fù)雜,殘余應(yīng)力大,而且程度不同地存在著各種宏觀(guān)和微觀(guān)缺陷,塑性差,韌性低,這都能加劇裂紋萌生與擴(kuò)展的過(guò)程,往往形成即時(shí)的或延時(shí)的開(kāi)裂破壞,甚至炸裂與自然置裂等,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。


  9Cr2Mo鋼軋輥表面淬火橫向裂紋,在調(diào)質(zhì)淬火加熱時(shí)出現(xiàn)過(guò)熱,而且回火不足,心部保留較高的殘余內(nèi)應(yīng)力,在以后的工頻熱處理表面淬火時(shí),心部拉應(yīng)力與殘余應(yīng)力迭加,超過(guò)該鋼的強(qiáng)度極限,引起斷裂為三段。斷口表明:裂紋源于過(guò)熱粗晶的心部,沿徑向有放射狀的撕裂棱,表層為細(xì)瓷狀的表淬層。


  防止淬火裂紋的一般對(duì)策是:


  1)采用合理的熱處理規(guī)范,控制加熱速度與冷卻過(guò)程,減少加熱缺陷與溫度應(yīng)力;

  2)避免鍛件中存在嚴(yán)重的冶金缺陷與殘余應(yīng)力;

  3)淬火后及時(shí)回火。

  回火脆性系碳化物析出或磷、錫、銻、砷等有害微量元素沿晶界聚集而引起的脆性增大的傾向。

  防止回火脆性的對(duì)策是:

  1)減少鋼中有害元素的含量;

  2)減少鋼中偏析;

  3)避免在回火脆性溫度區(qū)熱處理,適當(dāng)快冷,防止有害組元富集。


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