大型锻件的缺陷与对策:淬火裂纹与回火脆性
许多对力学性能与表面硬度要求高的大锻件,锻后要经粗加工,再进行调质热处理或表面淬火。在热处理时,由于温度急剧变化,将产生很大的温度应力。由于相变还产生组织应力,和锻件存在的残余应力叠加,合成的拉应力值如果超过材料的抗拉强度,并且没有塑性变形松弛,将会产生各种形式的开裂和裂纹。例如纵向、横向、表面和中心裂纹,表面龟裂和表层剥离等。由于大锻件截面尺寸大,加热、冷却时温度分布不均匀,相变过程复杂,残余应力大,而且程度不同地存在着各种宏观和微观缺陷,塑性差,韧性低,这都能加剧裂纹萌生与扩展的过程,往往形成即时的或延时的开裂破坏,甚至炸裂与自然置裂等,造成重大经济损失。
9Cr2Mo钢轧辊表面淬火横向裂纹,在调质淬火加热时出现过热,而且回火不足,心部保留较高的残余内应力,在以后的工频热处理表面淬火时,心部拉应力与残余应力迭加,超过该钢的强度极限,引起断裂为三段。断口表明:裂纹源于过热粗晶的心部,沿径向有放射状的撕裂棱,表层为细瓷状的表淬层。
防止淬火裂纹的一般对策是:
1)采用合理的热处理规范,控制加热速度与冷却过程,减少加热缺陷与温度应力;
2)避免锻件中存在严重的冶金缺陷与残余应力;
3)淬火后及时回火。
回火脆性系碳化物析出或磷、锡、锑、砷等有害微量元素沿晶界聚集而引起的脆性增大的倾向。
防止回火脆性的对策是:
1)减少钢中有害元素的含量;
2)减少钢中偏析;
3)避免在回火脆性温度区热处理,适当快冷,防止有害组元富集。
文章关键词: 锻件
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