感应加热淬火裂纹产生原因是什么?

子衿yang

近期我们单位加工的产品出现裂纹，裂纹形态见图示;
我们对产品做了如下得检测：调质组织为回火索氏体加极少量游离铁素体，为合格组织；调质硬度：252-265HB；夹杂：未见不合格夹杂。
沟道感应淬火后：表层组织4级、表层硬度57-58HRC、硬化层深度：4.6-4.7mm；从检验得结果看组织、硬度和深度都不存在问题，有些人说了，此裂纹与淬火无关。
图片裂纹是通过渗透探伤检验出来，并集中在沟道一侧，淬火介质：PAG水溶液。淬火方式 ：淬火时工件水平放置并旋转。
大家谈谈自己的想法，组织、硬度、深度都合格，裂纹就与感应加热淬火无关.....这种说法是否合理？
此缺陷是如何产生的？



[ 本帖最后由 wangqinghua196 于 2009-1-20 09:28 编辑 ]

喜欢上岸的鱼

个人觉得就是淬火裂纹，不知道楼主使用的什么样的材料和设备，可以干到那么深的硬化层。

子衿yang

回楼上朋友：
套圈材料:42CrMo；采用中频感应加热；使用频率3000HZ 。
硬化层深度成品要求大于4.0mm。

lizhengjun

个人认为是淬裂,但主要原因不是工艺，有以下两点：
1、裂纹很直挺，没有明显的分叉，是淬裂；
2、但裂纹又都集中在一块，应是前道工序留下的应力集中造成的。
建议检查前道工序

excellence

1．典型的热处理淬火裂纹，我们曾在大模数齿轮（材质35CrMo）单齿中频淬火时在齿顶处出现裂纹，用肉眼难见，通过探伤后发现，特征与楼主图片显示的完全相同，淬火介质从水改为聚乙烯醇水溶液后得到解决。
2．“组织、硬度、深度都合格，裂纹就与感应加热淬火无关”的说法肯定是不合理的，热处理后外观不能有淬火裂纹也是技术要求之一。
3．造成裂纹的可能原因：感应器制作不够精细，有裂纹一侧长度可能较长，或这一侧安装的导磁体长度超过工件边缘较多，或在淬火操作时这一侧感应器与工件的间隙较小，致使一侧轮缘加热温度过高。

[ 本帖最后由 excellence 于 2008-12-28 11:59 编辑 ]

子衿yang

很赞同5#朋友的观点。
4#朋友说的与前道工序留下的应力集中好像关系不大，因为只单侧裂纹，并不是两侧都裂......

[ 本帖最后由 子衿yang 于 2008-12-28 17:25 编辑 ]

圣东

淬火裂纹，温度太高，激烈淬火引起，可能感应器工作时位置偏，可能是感应器设计有问题。

子衿yang

今天给沈阳某公司加工一件产品，是在同一台设备，同样的操作方式，在桃形沟的边沿也出现裂纹，裂纹形态及分布同前期产品，淬火组织也是不存在问题，淬硬层形态如附图，个人感觉，淬硬层分布还是不错的。
图中左侧沟道边沿出现裂纹。

晶界氧化

针对楼主的两件产品的失效，谈点意见
1：金相项目合格与裂纹的发生没有必然的关系。如表层组织4级，并不能反映淬火时应力所导致的裂纹。感应过程中的快速加热对晶粒有细化作用，所以，即使淬火温度偏高，但反映到金相组织上并不太明显。
2：高频淬火件产生裂纹通常情况下是加热温度高与冷却激烈两个因素共同作用造成。
3：第一张图片零件的“人”字裂纹，我对直接判定为淬火裂纹有不同意见，有磨削裂纹的可能。所以必须基于更多的资料来验证。建议楼主在裂纹部位取样观察裂纹的深度，同时用硬度法检测此处的硬度曲线，结合两者来分析。
罗嗦一下，楼主的图片好象是使用过的零件，热处理后没做探伤检查？

excellence

有裂纹的一侧是水平放置的工件的下侧吗？感应器的平面与工件的轴线是平行的吗？我猜的答案为“是”，不知对不对？

[ 本帖最后由 excellence 于 2008-12-30 18:50 编辑 ]

圣东

修改一下感应器，将沟口R角部全部淬硬试试。

戴笠

个人想象，10楼朋友猜测的一定是对的。
水平放置的旋转连续淬火方式，很容易出现这样的裂纹。改进水冷却的方式可以得到改善。

lizhengjun

楼主能不能再传几张照片。

东南西北

这样的裂纹形式过去也是见过，一般都是淬火裂纹，大致分为如下几种形式。
1、感应器设计不合理或是感应加热时位置偏向一侧，造成一角温度较高，冷却后开裂。可以通过改进感应器和调整位置解决。
2、返修淬火裂纹也有这种形式的。返修前要高温并充分回火，应力得到释放。
3、零件水平放置热处理加工，位于下方的位置边沿冷却时间比较长导致开裂，淬火水温越低，这样的现象越明显。可以通过提高淬火水温、减小喷水压力得到解决。
钢铁零件在热处理时，组织和硬度合格不一定与热处理没有关系，这样的话我们搞热处理的人真的不应该说出来。

子衿yang

10#朋友您好：
你说的很对，有裂纹一侧是在水平放置的下测，你的判断我能猜出，说明你在这方面的经验很丰富，还希望您多多赐教。

子衿yang

回12#朋友：
您的观点和10#朋友的观点一致，说明我们都想到一个问题上了，现在的季节水温低，并且一侧冷却时间长，往往易产生这种缺陷，改进冷却方式应该可以得到改善的。

子衿yang

回复 晶界氧化的帖子
谢谢您提供的宝贵意见。
这张图片是中频淬火后经渗透探伤，探出裂纹，裂纹形式和第一张图片形式是一样的，在产品上切割一块试样做金相、硬度、渗层深度等全项检测，并检测结果都合格，产品并没有使用。

sundawen2007

1.不要冷透,提高自回火温度,可以有所改善
2.降低淬火水压,或更换淬火介质,使冷却减缓
3.在保证硬度和层深的前提下,降低加热温度

maxd527

呵呵,看了大家的帖子,结合自己的想法谈谈
1/确保前道加工的余量不要太大,避免产生应力.
2/从淬火层深度看,加热的能量好象不是很高,应该从冷却方面找原因:
一\淬火体的浓度是多少,在保证热处理合格的前提下可尽量的提高,
二\淬火液体的温度你用的是多少,最好控制在30摄氏度左右这个范围.温度过底非常容易出现淬火裂纹.
三\看下出现裂纹处淬火液体的流量状态及淬火前淬火液体是否进行了充分循环.

洛阳火焱

楼主化验成分的时候含硫量超标吗?我们曾经有过同样的问题,化验后发现含硫量严重超标.
另外请问,出现裂纹的是一批工件,还是一批中的一件?