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。
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、合金元素對淬裂傾向的影響主要體現(xiàn)在對淬透性、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。
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。孔應(yīng)盡量做成通孔。對于厚不同的零件,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。