为何锻件会形成横向裂纹?

       锻件一般都是经不同方式冷却后,再经回火处理后使用,所以最后的组织是由过冷奥氏体转变产物再加上回火后的组织构成,这种组织与性能之间的关系一般结论如下。

       如果冷却后会获得马氏体组织,经低温回火后具有较高的强度、硬度和耐磨性,但塑性韧性较低。强度硬度随钢中碳含量的增加而提高,塑性、韧性随之下降。马氏体组织随回火温度的提高其硬度、强度下降,塑性、韧性随之提高。


锻件


       一般钢中的合金元素可使回火时的强度、硬度下降较小,而对塑性、韧性也有很大改善。马氏体经高温回火后,则可得到均匀的回火索式体组织,其强度、塑性和韧性能够得到最好的配合,即获得较高的综合力学性能。

       如果冷却后获得下贝氏体组织,回火后的力学性能与淬火后获得马氏体锻件经相同温度回火时的力学性能相近,并有较高的冲击韧性。

       如果冷却后获得上贝氏体组织和珠光体组织,则回火后的强度较低,塑性也不好,即综合力学性能较差。如果冷却后的组织中出现铁素体,则回火后的综合力学性能显著恶化,特别是冲击韧性显著降低。对于不同条件下使用的零件对力学性能的要求不同,因而对冷却后的组织要求也不一样。

       锻件形成横向裂纹时内应力分布的特征是:表面受压应力,离表面一定的距离应力发生剧变,由压应力变为很大的拉应力。裂纹产生在拉应力峰值区域内,然后当内应力重新分布或钢的脆性进一步增加时才蔓延到锻件表面。横向裂纹的特点是垂直于轴的方向。这类裂纹往往发生在未淬透的锻件中,因为淬硬与未淬硬的过渡区有一个大的应力峰值,而且轴向应力大于切向应力。

锻件

       锻件因不能全部淬透,而且往往存在在较严重的冶金缺陷(如:气泡、夹杂、锻造裂纹、偏析、白点等),在热处理应力作用下,以这些缺陷为裂纹的起点,缓慢扩张直到最后突然断裂。另外在轧辊的横断实例中,往往在断裂面上不能看出明显的断裂起点,这像刀切的一样,这是较脆的材料在热应力作用下引起断裂的特征。

       锻件来说,打中心孔并对表面和中心一起冷却,可使拉应力的峰值移向中间层,数值也可大大降低,所以,这是防止横断的有效方法之一。然而打中心孔时往往会使冶金缺陷暴露到中心孔表面,亦有其不利之处。