機(jī)械零件裂紋的特性和特點(diǎn)

曉昀 · 發(fā)表于 2020-5-8 08:45:41

本帖最后由曉昀于 2020-5-8 08:45 編輯

淬火裂紋
淬火裂紋是常見的淬火缺陷,，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。

一,、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),，晶粒度長大傾向、脫碳的影響上,。合金元素通過對(duì)淬透性的影響,，從而影響到淬裂傾向。一般來說,，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,，一般來說,，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)考慮過熱敏感性。過熱較敏感的鋼,，容易產(chǎn)生裂紋,，所以在選擇材料時(shí)應(yīng)引起重視。

二,、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。

2,、圓角過渡,。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。因此要盡量避免過大的冷卻差異,，以防止淬火裂紋,。

三、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。

四,、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。

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，沒有脫碳現(xiàn)象,，微觀形貌見下圖：

1＃樣品

品裂紋處未發(fā)現(xiàn)異常冶金夾雜,，沒有脫碳現(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,。