鍛件的危險(xiǎn)尺寸與淬裂:
1.危險(xiǎn)尺寸與淬裂
鋼在淬火過程中,即使熱處理工藝正常,但對(duì)于一種鋼在同一種淬火冷卻介質(zhì)中淬火時(shí),在淬透情況下存在一個(gè)淬裂的敏感尺寸,接近此尺寸的鍛件有淬裂的危險(xiǎn)。這一尺寸值就是所謂的“危險(xiǎn)尺寸”。這種情況在棒料調(diào)質(zhì)的淬火工序時(shí),特別容易碰到。此外,在水淬時(shí),鋼的臨界直徑D正是淬裂的危險(xiǎn)尺寸。一般情況下對(duì)于普通鋼而言,水淬時(shí)淬裂的危險(xiǎn)尺寸在8-12mm,油淬時(shí)的危險(xiǎn)尺寸在25-39mm。
鍛件尺寸小,相變的不同時(shí)性和冷卻的不同時(shí)性所引起的應(yīng)力較小,此時(shí),鋼所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力是以表面為拉應(yīng)力,心部為壓應(yīng)力的組織應(yīng)力型為主,而表面的拉應(yīng)力是在切向發(fā)生的,當(dāng)此應(yīng)力超過鋼的抗拉強(qiáng)度時(shí),便引起縱向裂紋。由于截面尺寸小,能完全淬透,表面及心部均為低塑性的馬氏體,表面一旦產(chǎn)生裂紋便迅速擴(kuò)展至心部。因此,處于危險(xiǎn)尺寸的棒料,一旦淬裂,裂紋深度一般都是深至心部。
2.淬火溫度與淬裂
處于危險(xiǎn)尺寸的鍛件,即使在正常的加熱溫度加熱淬火,淬裂也難以避免,加熱溫度偏高時(shí)更是如此。隨淬火溫度的提高,馬氏體中的固溶碳量增加,冷卻時(shí)晶格畸變程度增大,切向拉應(yīng)力增加,因此淬裂的傾向也隨之增加。那么,如何防止和減少危險(xiǎn)尺寸鍛件的淬裂呢?單從冷卻上考慮,控制鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間的冷速,能減小組織應(yīng)力,防止淬裂。但是,處于危險(xiǎn)尺寸的鍛件,由于截面小,淬入鹽水中時(shí),表面及心部易冷卻,很難控制。因此,從冷卻上著手很不現(xiàn)實(shí)。有效的方法還是從加熱溫度上著手,即降低其淬火加熱溫度。生產(chǎn)實(shí)踐證明,降低淬火加熱溫度,可有效地防止鍛件淬裂,同時(shí)能保證鋼的淬透性和力學(xué)性能。