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钢材冶金淬火裂纹产生对质量的影响

钢的淬火裂纹的形成原因包括内部因素和外部条件。内部因素主要是由马氏体的成分、组织结构等决定的本质脆性;外部因素主要是各种工艺条件、零件尺寸形状等引起的宏观内应力的大小、方向、分布状态等。
       

      


影响本质脆性的因素,诺如钢材的冶金质量、钢中的含碳量及合金元素、马氏体的组织结构、马氏体显微裂纹、显微局部应力、原始组织状态等。影响宏观内应力的因素较为复杂,诺如淬透性、淬透深度、脱碳、表面硬化、工件尺寸和形状、加工质量及粗糙度、热处理工艺规范、加热及冷却设备、淬火后的回火与矫直及再加工等等。显然影响淬火裂纹的因素十分复杂。 在现场一旦出现淬火裂纹的报废零件,往往是“打不清的官司”。只有认清各种因素作用的本质、途径、规律性,并对具体零件的淬裂现象进行具体分析、检测,才能搞清主要因素、次要因素,并从中确定防止淬裂的措施,提高成品率,控制废品率,增加经济效益。因此研究影响淬火开裂的因素及其作用规律具有重要实际意义。 缩孔和严重的轧制缺陷造成材料明显的不均匀性,这时材料是不宜于进行热处理的。而不少材料的冶金缺陷均可能单独与宏观或微观的内应力发生作用,促发淬火裂纹。这些冶金质量问题包括:粗视偏析、固溶体偏析、固溶氢、锻轧缺陷、夹渣、铁素体一珠光体带状组织及碳化物带状组织等。

 

      本期我们将先分享钢材冶金质量的影响分别是为粗视偏析的影响、固溶体偏析的影响、固溶氢的影响、夹杂物的影响的详细分析,好了废话也不多说了,咱们一起进入真题吧! 粗视偏析的影响


钢在铸造凝固过程中产生的内应力可能导致开裂。例如约0.3%C的碳钢,形成凝固裂纹的倾向较大,它是由于δ一Fe向γ一Fe相变过程中形成的。当裂纹形成后,它向内部发展以致当裂纹与液相接触时,富集着杂质元素的钢液填入裂纹中,这样裂纹就变成了偏析线。 在整个钢锭范围内发生的偏析,称区域偏析。用于制造大型锻件的大钢锭中易出现区域偏析。 用具有粗视偏析的坯料制成的零件,尤其是形状复杂的工件,其淬火开裂的倾向性较高。这是由于各区域化学成分不同,Ms点不同,则马氏体转变的不同时性较大,从而造成较大内应力,以致淬火开裂。

 

固溶体偏析的影响 固溶体偏析是显微偏析,它可以由枝晶偏析造成。钢在结晶时,先结晶的枝干比较纯净,碳浓度较低,而迟结晶的枝间部分碳浓度较高。其他元素在枝干和枝间的偏析情况大体与碳相仿。这种偏析造成奥氏体各微区化学成分差别较大,因而各微区的Ms点不同,发生马氏体转变的时间先后不一,在显微局部区域出现很大的显微内应力,因而可能导致淬火裂纹。

 

固溶氢的影响 若浇注条件控制不当,会使钢中的氢气含量提高,从而可能形成白点。如果同时存在偏析,出现白点的可能性则更大。如果浇注后冷却速度太快,氢气将处于过饱和状态或富集在特定的组织区域内,如富集在非金属夹杂物附近。当氢原子结合成氢分子时会产生很高的压力,从而导致形成细微内裂即白点。这种材料在淬火时,白点则可作为淬火裂纹源,在尺寸较大的锻件上,如冷轧辊,淬火之后往往会出现滞后开裂,它的起因是工件心部材料的氢含量过高。  夹杂物的影响 非金属夹杂物较多的钢材,在轧制之后,会形成明显的带状夹杂物。这种冶金缺陷将会大大提高淬火内应力分布的不均匀性,从而使钢材的淬火裂纹敏感性增加。在亚共析钢中,铁素体-珠光体带状组织会使带状夹杂的淬火开裂倾向进一步增大。在富碳的条带中易出现导致微观裂纹的片状马氏体,增加淬火组织和内应力的不均匀性。具有枝晶偏析的钢材,经轧、锻热变形,枝晶干和枝晶间被延伸拉长,形成“纤维”可能使钢材沿流线方向产生裂纹。

 

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