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常识

nm360耐磨板热处理横向裂纹和弧形裂纹起源

编辑:源达旺小编  文章来源:www.buxiugang18.com 人气: 发表时间:2019-10-25 13:39

  nm360耐磨板横向裂纹和弧形裂纹都是内裂,裂纹产生于心部,当条件成熟时才逐渐扩展到表面。形成这类裂纹的内应力特征都是工件表面受压应力,离表面一定距离处压应力变为拉应力,其最大拉应力峰值是轴向应力。这类裂纹多数发生在未淬透的工件上,在淬硬与未淬硬的交界处形成应力峰值,裂纹就起源于那里。

 

  横向裂纹是在轴向应力峰作用下产生的,因此它垂直于轴的方向。轴向最大应力位于圆形截面的中心区域或壁厚的1/2处。因此横向裂纹是内裂,当内应力分布发生变化时,或钢的脆性进一步增加时,裂纹才扩展到工件的表面。图4-4是高速钢丝锥柄部的淬火裂纹,显然是个横向裂纹。

 
W18Cr4V丝锥的柄部横裂

  图4-4 W18Cr4V丝锥的柄部横裂

  大型锻件往往产生横向裂纹,如轧辊、大型轴等,因为它不可能淬透,因而产生的淬火内应力属于热应力型。加之,这类大型工件往往存在较多的冶金缺陷,诸如白点、气泡及夹杂物等,这些缺陷容易作为裂纹源,当应力大于裂纹扩展的临界应力时,突然发展为宏观的脆断。

 

  图4-5是45号钢锻制的柱塞的淬火横裂。柱塞规格为Φ500mm×5000mm,单重6t。热处理工艺为加热860℃,水中淬火,450℃回火。这么大的工件显然是淬不透的,表层只获得8mm厚的马氏体组织,心部为铁素体一珠光体组织。淬火应力可参照图3-15加以分析。由于心部产生轴向拉应力峰,易发生纵裂。

 

  nm360耐磨板钢件由于淬火时发生吊车停电事故,在淬火冷却时吊车突然不动,工件在水中不能上下窜动,造成了冷却不均匀,因此听到一声响裂。10min后修好天车,再继续窜动工件;但随后又突发两次停电,并又听到两次响裂。淬火后于450℃回火,发现工件产生了450mm长的横向裂纹。从断口分析,第一次响裂形成了内部裂纹,第二、第三次响裂使裂纹逐渐扩展到了表面。

 

  弧形裂纹也产生在工件内部,往往在工件的棱角、截面突变处及尖角或凹槽等部位出现。它多发生在未淬透的或经渗碳淬火的零件上,如直径或厚度在80~100mm以上的高碳钢零件。裂纹以弧形分布在钢件内部,有时也扩展到表面。

 

  在零件的销孔、槽及中心孔等部位,淬火时这些部位冷却较慢,相应的淬硬层较薄,故在淬硬过渡区域由于拉应力的作用形成弧形裂纹。

nm360耐磨板热处理横向裂纹和弧形裂纹起源

  在表面淬火时,硬化区和非硬化区之间的过渡地带,存在着切向和轴向拉应力而形成表面弧形裂纹。

 

  淬火nm360耐磨板钢件上有软点时,软点周围必然存在一个淬硬过渡区,该处有拉应力,形成的弧形裂纹围着软点,但范围很小。

 

  硬化程度、钢的成分、直径大小与形状等因素对横向裂纹有一定影响。

 

  (1)硬化程度:在淬火时留下较小的心部未硬化,出现较大的轴向应力峰值,易发生横裂。

 

  (2)钢的成分:高碳钢与低碳钢相比,在留有同样大小的未硬化心部时,高碳钢件具有更大的轴向拉应力,易引起横裂。

 

  (3)直径:直径变大时,在中心未硬化的情况下,热应力型分布明显,中心拉应力变大,且轴向应力比切向应力更大,故易于开裂。合金钢大型件,若内部有冶金缺陷,即使空冷,也可能从内部横裂。

 

  (4)形状:空心圆柱体,内孔小时,内表面冷却效果不良,产生拉应力,易开裂。如轧制滚筒就有从内表面横裂的现象。

 

  在具体的热处理中,内应力变化复杂,横向裂纹和纵向裂纹可相伴出现在一个工件上。图4-6为T10钢拉杆接头的淬火裂纹实例。

 
T10钢件淬火裂纹

  图4-6 T10钢件淬火裂纹

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