鍛件的危險尺寸與淬裂:
1.危險尺寸與淬裂
鋼在淬火過程中,即使熱處理工藝正常,但對于一種鋼在同一種淬火冷卻介質(zhì)中淬火時,在淬透情況下存在一個淬裂的敏感尺寸,接近此尺寸的鍛件有淬裂的危險。這一尺寸值就是所謂的“危險尺寸”。這種情況在棒料調(diào)質(zhì)的淬火工序時,特別容易碰到。此外,在水淬時,鋼的臨界直徑D正是淬裂的危險尺寸。一般情況下對于普通鋼而言,水淬時淬裂的危險尺寸在8-12mm,油淬時的危險尺寸在25-39mm。
鍛件尺寸小,相變的不同時性和冷卻的不同時性所引起的應(yīng)力較小,此時,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,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,處于危險尺寸的鍛件,由于截面小,淬入鹽水中時,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。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)實踐證明,降低淬火加熱溫度,可有效地防止鍛件淬裂,同時能保證鋼的淬透性和力學(xué)性能。