分析钢材的淬火裂纹原理

信息由我的钢材网编辑分析钢材的淬火裂纹原理模具钢的淬火裂纹有以下几种，它们分别是纵向裂纹，横向裂纹或弧形裂纹，内孔纵向裂纹，原材料缺陷引起民的裂纹，弧状裂纹。纵向裂纹：是典型的由组织应力（切向应力）引发的裂纹。横向裂纹或弧形裂纹：经常出现在工件坚角处，没有淬透的高碳钢模具或渗碳模具在过渡区易出现拉应力峰值，此裂纹常萌生于一定深度的表层或内部，淬火模具上有软点时，也易形成细小的弧形裂纹。内孔纵向裂纹：模具钢淬透性足够大时内孔表面的内应力以组织应力为主，切向拉应力较大，易在内孔壁面上形成沿纵向分布的裂纹，从端面看呈放射状。原材料缺陷引起民的裂纹：原材料中有夹渣，网状碳化物，塑性成形过程中的表面折叠，加热时的过热组织等都易诱发淬火裂纹。弧状裂纹常发生在模具棱角角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。这是因为，淬火时棱角处产生的应力是平滑表面平均应力的10倍。另外，(1)钢中含碳(C)量和合金元素含量愈高，钢Ms点愈低，Ms点降低2℃，则淬裂倾向增加1.2倍，Ms点降低8℃，淬裂倾向则增加8倍；(2)钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性，由于不同组织比容差，造成巨大组织应力，导致组织交界处形成弧状裂纹；(3)淬火后未及时回火，或回火不充分，钢中残余奥氏体未充分转变，保留在使用状态中，促进应力重新分布，或模具服役时残余奥氏体发生马氏体相变产生新的内应力，当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹；(4)具有第二类回火脆性钢，淬火后高温回火缓冷，导致钢中P，s等有害杂质化合物沿晶界析出，大大降低晶界结合力和强韧性，增加脆性，服役时在外力作用下形成弧状裂纹。预防措施：(1)改进设计，尽量使形状对称，减少形状突变，增加工艺孔与加强筋，或采用组合装配；(2)圆角代直角及尖角锐边，贯穿孔代盲孔，提高加工精度和表面光洁度，减少应力集中源，对于无法避免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高，可用铁丝、石棉绳、耐火泥等进行包扎或填塞，人为造成冷却屏障，使之缓慢冷却淬火，避免应力集中，防止淬火时弧状裂纹形成；(3)淬火钢应及时回火，消除部分淬火内应力，防止淬火应力扩展；(4)较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值；(5)充分回火，得到稳定组织性能；(6)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力；(7)合理回火，提高钢件疲劳抗力和综合机械力学性能；(8)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷)，可消除二类回火脆性，防止和避免淬火时弧状裂纹形成。