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金属零件的淬火裂纹是怎样形成的
发布日期: 2020-12-30 17:20    浏览量:

金属零件的淬火裂纹是怎样形成的

    金属零件的淬火裂纹多半是在零件淬火冷却过程中,以及淬火后未及时回火的情况下产生的。

(1)热处理温度的影响

工件淬火冷却时,其表面冷却速度快、温度低,首先低于Ms点发生马氏体转变,体积膨胀,向外膨胀有自由空间,向里膨胀由于工件的中心仍处于奥氏体状态,塑性好,受到的膨胀力可使其发生塑性变形,使应力得到松弛,此时表面冷硬层为压应力,心部为拉应力。

随后工件的中心温度也低于Ms点,发生马氏体转变,体积膨胀,其膨胀受到已冷硬表面的强烈限制,使表面由压应力转变为拉应力。

当工件的中心冷至室温时,施以表面的拉应力达到最大值,而工件的中心为压应力。

因此淬火开裂往往发生在工件表面温度100℃以下,特别是工件中心冷至室温时这是淬火开裂最危险的温度。

大截面工件因中心冷却速度慢,需要一段时间(几小时)才能冷至室温,因此,淬火后不是马上开裂,而是停留几小时后才开裂。工件截面尺寸很小时,淬火冷却过程中因截面小,内外温差小,产生的应力值也小,故不易淬裂。

    (2)热处理应力的影响

工件淬火冷却时,为了获得马氏体组织和足够的淬硬层深度,通常采用快速冷却。但赤热工件的急冷,必然会使工件表面与心部、壁厚与壁薄部分之间,形成很大的温差,因为工件表面和壁薄处冷却得快,而心部和壁厚处冷却得慢,所以产生温差。从而使工件各部分的组织转变及体积的冷缩热胀不在同时发生,故产生了热处理应力。这种应力是工件内部产生的,因此,称为内应力。

如果这一瞬时的内应力,超过了材料在该温度下的弹性极限,就会使工件变形;如果内应力超过了材料的抗拉强度,则引起工件的开裂。

可见,淬火内应力的存在,是工件造成变形和开裂的原因所在。


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