《钢的热处理内应力、变形和裂纹》的探讨（12）

伯龙马

如题
《钢的热处理内应力、变形和裂纹》的探讨（12）
12. 产生淬火裂纹的影响因素之六
（6）淬 火 工 艺 参 数 参 数 对 形 成 裂 纹 的 影 响
1）淬火加热温度  淬火加热温度愈高，则晶粒度愈大。对于中、高碳钢，淬火加热温度愈高，同样冷却后，其内应力和形成裂纹倾向也愈大。图4-30所示为T12A和W9Cr4V2两种钢的淬火加热温度对脆断强度的影响。从图中看出，两种钢都是随淬火加热温度升高，脆断强度不断降低。因此，淬火加热温度愈高，形成纵向裂纹的危险性愈大。图4-31为T10和9SiCr两种钢淬火加热温度与产生裂纹数目的关系。      
值得指出，如果加热温度过低，淬火后组织中存有网状铁素体时，由于其强度很低往往沿铁素体网形成脆性裂纹。
图4-32为T10钢试样在不同加热温度淬火后，心部硬度与形成不同类型裂纹的关系。从图中看出，试样淬火后心部硬度在36HRC附近，易形成弧形裂纹。当心部硬度高于46HRC而低于35HRC时不形成裂纹。当心部硬度接近表面硬度时，易形成纵向裂纹。试样心部硬度高于HRC46而不形成裂纹的原因，主要由于试样淬火后心部获得的马氏体与屈氏体组织数量的比例关系较恰当。即组织转变过程的比容变化，使整体所产生拉应力极小的缘故。试样心部硬度低于HRC35而不形成弧形裂纹的原因，认为是心部塑性较好，产生的拉应力得到松弛的结果。然而，对于不同尺寸的工件，欲获得不产生裂纹的心部硬度，需要采取不同的淬火方法按图4-32中曲线的变化规律进行调整。
综上所述，淬火加热温度的确定，既要考虑工件尺寸和钢的淬透性，又要顾及产生哪种裂纹的可能。较全面分析，才能取得预期效果。

   2）淬火冷却条件  工件在淬火冷却过程中，其温度经历两个区域，即相变前的过冷奥氏体区和相变区。工件经加热奥氏体化后冷却在两个不同的温度区域，其性能和应力状态截然不同。由于冷却到过冷奥氏体区时其处于低强度、高塑性状态，只产生一定的热应力。因此不会产生淬火裂纹。当温度降至钢的MS点温度以下发生马氏体转变，则产生组织应力。在强大的组织应力作用下最易发生淬火开裂。实践表明，在MS点温度以下的冷却速度愈快，发生淬火开裂的倾向亦愈大。例如，Cr12MoV钢制作的搓丝板，从1030℃淬入280～300℃硝盐中停留一段时间后取出。因急于使用而立即在水中清洗，结果产生纵向裂纹，如图4-33所示。再如图4-34所示为9SiCr钢和W9Cr4V2钢制直径Φ25mm×10mm、带方形槽钢制直径Φ25mmX10mm、带方形槽口的试样，经正常淬火温度加热后分别在油中冷却到200℃、150℃、100℃和50℃后，取出立即转入水中冷却到室温。分别检查其硬度和有裂纹的试样数目，结果是在水中经历的温度间隔愈大，产生裂纹的试样数目愈多。由此也证明，在MS点温度以下冷却速度愈快，发生淬火开裂的倾向亦愈大。
试验研究指出，钢在其MS点温度以下缓冷，可以获得碳浓度较低的马氏体，从而减少组织应力，并增加残余奥氏体数量等均有利于减小淬火开裂倾向。另外，在其MS点温度以下缓冷，能够提高冷却后钢的脆断强度。因此，在其MS点温度以下缓冷成为防止形成裂纹的重要措施之一。
值得指出，在生产实践中为了防止淬火裂纹，只从某一个方面考虑问题是远远不够的，必须根据实际情况，进行多方面分析后，找出主要问题，进而采取预防措施。