熱處理工藝之熱處理基礎知識40問之四
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31、鋼件的冶金質量對淬火裂紋有何影響
鋼件可用鍛件、鑄件、冷拉鋼材、熱軋鋼材等加工而成，各種毛坯或材料生產過程中均可能產生冶金缺陷，或者將原料的冶金缺陷遺留給下道工序，最后這些缺陷在淬火時可擴展成淬火裂紋，或導致裂紋的發(fā)生。
如鑄鋼件在熱加工工藝過程中因加工工藝不當，在內部或表面可能形成氣孔、疏松、砂眼、偏析、裂痕等缺陷；在鍛件毛坯中，有可能形成縮孔、偏析、白點、夾雜物、裂紋等。這些缺陷對鋼的淬火裂紋有很大的影響。一般說來，原始缺陷越嚴重，其淬火裂紋的傾向性越大。
32、鋼的含碳量和合金元素對鋼的淬裂傾向有何影響
鋼的含碳量和合金元素對鋼的淬裂傾向有重要影響。一般說來，隨著馬氏體中含碳量的增加，增大了馬氏體的脆性，降低了鋼的脆斷強度，增大了淬火裂紋傾向。在含碳量增加時，熱應力影響減弱，組織應力影響增強。
水中淬火時，工件的表面壓應力變小，而中間的拉應力極大值向表面靠近。油中淬火時，表面拉應力變大。所有這些都增加了淬火開裂傾向。
而合金元素對淬裂的影響是復雜的，合金元素增多時，鋼的導熱性降低，增大了相變的不同時性；同時合金含量增大，又強化了奧氏體，難以通過塑性變形來松弛應力，因而增大熱處理內應力，有增加淬裂的傾向。
然而合金元素含量增加，提高了鋼的淬透性，可用較緩和的淬火介質淬火，可以減少淬裂傾向。此外有些合金元素如釩、鈮、鈦等有細化奧氏體晶粒的作用，減少鋼的過熱傾向，因而減少了淬裂傾向。
33、原始組織對淬裂性有何影響
淬火前鋼件的原始組織狀態(tài)和原始組織對淬裂的影響很大。片狀珠光體，在加熱溫度偏高時易引起奧氏體晶粒長大，容易過熱，所以對原始組織為片狀珠光體的鋼件，必須嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。否則，將因鋼件過熱導致淬火開裂。
具有球狀珠光體原始組織的鋼件，在淬火加熱時，因為球狀碳化物比較穩(wěn)定，在向奧氏體轉變的過程中，碳化物的溶解，往往殘留少量的碳化物，這些殘留碳化物阻礙了奧氏體晶粒長大，與片狀珠光體相比，淬火可以獲得較細的馬氏體，因此原始組織為均勻球狀珠光體的鋼對減少裂紋來說，是淬火前較理想的組織狀態(tài)。
34、為何會發(fā)生重復淬火開裂現(xiàn)象
在生產中，常常產生重復淬火開裂現(xiàn)象，這是由于二次淬火前未進行中間正火或中間退火所致，未經(jīng)退火而直接二次淬火，組織中沒有阻礙奧氏體晶粒長大的碳化物存在，奧氏體晶粒極易顯著長大，引起過熱。因此在二次淬火中進行一次中間退火，同時也可通過退火來達到完全消除內應力的目的。
35、零件尺寸和結構對淬裂性有何影響
零件的截面尺寸過小和過大都不易淬裂。截面尺寸小的工件淬火時，心部很易淬硬，而且心部和表面的馬氏體形成在時間上幾乎是同時進行的,組織應力小，不容易淬裂。
截面尺寸過大的零件，特別是用淬透性較低的鋼制造時，淬火時不僅心部不能硬化，甚至連表層也得不到馬氏體，其內應力主要是熱應力，不易出現(xiàn)淬火裂紋。因此，對于每一種鋼制的零件，在一定的淬火介質下，存在著一個臨界淬裂直徑，也就是說在臨界直徑的零件具有較大的淬裂傾向性。
出現(xiàn)淬裂的危險尺寸可能因鋼的化學成分而波動、加熱溫度和方法不同而發(fā)生變化，不可千篇一律。零件的尖角、棱角、等幾何形狀因素，使工件局部冷卻速度的急劇變化，增大了淬火的殘余應力，從而增大了淬火的開裂傾向。
零件截面不均勻性的增加，淬裂傾向也加大，零件薄的部位在淬火時先發(fā)生馬氏體轉變，隨后，當厚的部位發(fā)生馬氏體轉變時，體積膨脹，使薄的部位承受拉應力，同時在薄厚交界處產生應力集中，因而常出現(xiàn)淬火裂紋。
36、工藝因素對淬火裂紋有何影響
工藝因素（主要是淬火加熱溫度，保溫時間，冷卻方式等因素）對淬火裂紋傾向影響較大。熱處理包括加熱、保溫、冷卻等過程。熱處理不僅在冷卻（淬火）時可以產生裂紋，加熱時如果加熱不當也可能形成裂紋。
37、加熱不當可引起哪些裂紋
升溫速度過快引起的裂紋,表面增碳或脫碳引起的裂紋,過熱或過燒引起的裂紋,在含氫氣氛中加熱引起的氫致裂紋。
38、升溫速度過快為何會引起裂紋
一些材料在鑄造時由于結晶過程的不同時性必然形成成分不均勻，組織不均勻，鑄態(tài)材料的非金屬夾雜物。如鑄態(tài)高錳鋼中硬而脆的碳化物相、高合金鑄鋼中成分偏析和疏松等缺陷的存在等因素，在大型工件快速加熱時，可能形成較大的應力，從而出現(xiàn)開裂。
39、表面增碳或脫碳為何會引起裂紋
合金鋼零件在以碳氫化合物為氣源的保護氣氛爐（或可控氣氛爐）中進行加熱時，由于操作不當或失控，爐內碳勢增高，可使得加熱的工
件表面碳含量超過工件的原始碳含量。在隨后的熱處理時，操作者仍按原鋼件的工藝規(guī)程進行淬火，從而產生淬火裂紋。
在對高錳鋼的鑄件進行熱處理時，表層如發(fā)生脫碳、脫錳，工件表面將出現(xiàn)裂紋；低合金工具鋼、高速鋼在熱處理加熱時，如表面產生脫碳，也有可能產生裂紋。
40、過熱或過燒為何會引起裂紋
高速鋼、不銹鋼工件，因淬火加熱溫度較高，一旦加熱溫度失控，很容易造成過熱或過燒，從而引起熱處理裂紋。
鋼件可用鍛件、鑄件、冷拉鋼材、熱軋鋼材等加工而成，各種毛坯或材料生產過程中均可能產生冶金缺陷，或者將原料的冶金缺陷遺留給下道工序，最后這些缺陷在淬火時可擴展成淬火裂紋，或導致裂紋的發(fā)生。
如鑄鋼件在熱加工工藝過程中因加工工藝不當，在內部或表面可能形成氣孔、疏松、砂眼、偏析、裂痕等缺陷；在鍛件毛坯中，有可能形成縮孔、偏析、白點、夾雜物、裂紋等。這些缺陷對鋼的淬火裂紋有很大的影響。一般說來，原始缺陷越嚴重，其淬火裂紋的傾向性越大。
32、鋼的含碳量和合金元素對鋼的淬裂傾向有何影響
鋼的含碳量和合金元素對鋼的淬裂傾向有重要影響。一般說來，隨著馬氏體中含碳量的增加，增大了馬氏體的脆性，降低了鋼的脆斷強度，增大了淬火裂紋傾向。在含碳量增加時，熱應力影響減弱，組織應力影響增強。
水中淬火時，工件的表面壓應力變小，而中間的拉應力極大值向表面靠近。油中淬火時，表面拉應力變大。所有這些都增加了淬火開裂傾向。
而合金元素對淬裂的影響是復雜的，合金元素增多時，鋼的導熱性降低，增大了相變的不同時性；同時合金含量增大，又強化了奧氏體，難以通過塑性變形來松弛應力，因而增大熱處理內應力，有增加淬裂的傾向。
然而合金元素含量增加，提高了鋼的淬透性，可用較緩和的淬火介質淬火，可以減少淬裂傾向。此外有些合金元素如釩、鈮、鈦等有細化奧氏體晶粒的作用，減少鋼的過熱傾向，因而減少了淬裂傾向。
33、原始組織對淬裂性有何影響
淬火前鋼件的原始組織狀態(tài)和原始組織對淬裂的影響很大。片狀珠光體，在加熱溫度偏高時易引起奧氏體晶粒長大，容易過熱，所以對原始組織為片狀珠光體的鋼件，必須嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。否則，將因鋼件過熱導致淬火開裂。
具有球狀珠光體原始組織的鋼件，在淬火加熱時，因為球狀碳化物比較穩(wěn)定，在向奧氏體轉變的過程中，碳化物的溶解，往往殘留少量的碳化物，這些殘留碳化物阻礙了奧氏體晶粒長大，與片狀珠光體相比，淬火可以獲得較細的馬氏體，因此原始組織為均勻球狀珠光體的鋼對減少裂紋來說，是淬火前較理想的組織狀態(tài)。
34、為何會發(fā)生重復淬火開裂現(xiàn)象
在生產中，常常產生重復淬火開裂現(xiàn)象，這是由于二次淬火前未進行中間正火或中間退火所致，未經(jīng)退火而直接二次淬火，組織中沒有阻礙奧氏體晶粒長大的碳化物存在，奧氏體晶粒極易顯著長大，引起過熱。因此在二次淬火中進行一次中間退火，同時也可通過退火來達到完全消除內應力的目的。
35、零件尺寸和結構對淬裂性有何影響
零件的截面尺寸過小和過大都不易淬裂。截面尺寸小的工件淬火時，心部很易淬硬，而且心部和表面的馬氏體形成在時間上幾乎是同時進行的,組織應力小，不容易淬裂。
截面尺寸過大的零件，特別是用淬透性較低的鋼制造時，淬火時不僅心部不能硬化，甚至連表層也得不到馬氏體，其內應力主要是熱應力，不易出現(xiàn)淬火裂紋。因此，對于每一種鋼制的零件，在一定的淬火介質下，存在著一個臨界淬裂直徑，也就是說在臨界直徑的零件具有較大的淬裂傾向性。
出現(xiàn)淬裂的危險尺寸可能因鋼的化學成分而波動、加熱溫度和方法不同而發(fā)生變化，不可千篇一律。零件的尖角、棱角、等幾何形狀因素，使工件局部冷卻速度的急劇變化，增大了淬火的殘余應力，從而增大了淬火的開裂傾向。
零件截面不均勻性的增加，淬裂傾向也加大，零件薄的部位在淬火時先發(fā)生馬氏體轉變，隨后，當厚的部位發(fā)生馬氏體轉變時，體積膨脹，使薄的部位承受拉應力，同時在薄厚交界處產生應力集中，因而常出現(xiàn)淬火裂紋。
36、工藝因素對淬火裂紋有何影響
工藝因素（主要是淬火加熱溫度，保溫時間，冷卻方式等因素）對淬火裂紋傾向影響較大。熱處理包括加熱、保溫、冷卻等過程。熱處理不僅在冷卻（淬火）時可以產生裂紋，加熱時如果加熱不當也可能形成裂紋。
37、加熱不當可引起哪些裂紋
升溫速度過快引起的裂紋,表面增碳或脫碳引起的裂紋,過熱或過燒引起的裂紋,在含氫氣氛中加熱引起的氫致裂紋。
38、升溫速度過快為何會引起裂紋
一些材料在鑄造時由于結晶過程的不同時性必然形成成分不均勻，組織不均勻，鑄態(tài)材料的非金屬夾雜物。如鑄態(tài)高錳鋼中硬而脆的碳化物相、高合金鑄鋼中成分偏析和疏松等缺陷的存在等因素，在大型工件快速加熱時，可能形成較大的應力，從而出現(xiàn)開裂。
39、表面增碳或脫碳為何會引起裂紋
合金鋼零件在以碳氫化合物為氣源的保護氣氛爐（或可控氣氛爐）中進行加熱時，由于操作不當或失控，爐內碳勢增高，可使得加熱的工
件表面碳含量超過工件的原始碳含量。在隨后的熱處理時，操作者仍按原鋼件的工藝規(guī)程進行淬火，從而產生淬火裂紋。
在對高錳鋼的鑄件進行熱處理時，表層如發(fā)生脫碳、脫錳，工件表面將出現(xiàn)裂紋；低合金工具鋼、高速鋼在熱處理加熱時，如表面產生脫碳，也有可能產生裂紋。
40、過熱或過燒為何會引起裂紋
高速鋼、不銹鋼工件，因淬火加熱溫度較高，一旦加熱溫度失控，很容易造成過熱或過燒，從而引起熱處理裂紋。
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