Page 22 - 理化检验-物理分册2023年第六期
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李平平, 等: 锻钢件中常见冶金缺陷造成的淬火开裂


                                                               一, 破坏了钢基体的连续性, 使钢的性能产生明显的
            4 综合分析
                                                               各向异性, 横向塑、 韧性远低于纵向, 而元素偏析则
                 案例1和案例 2 都属于夹杂物造成的淬火开                         是产生带状组织最根本的原因               [ 12 ] 。成分偏析对钢
            裂, 案例1为大量小颗粒氧化铝聚集成的大尺寸表                            的淬透性有着显著的影响            [ 13 ] , 富化区导致淬透性增
            面“ 夹 渣”, 通 常 表 面 夹 渣 是 指 铸 坯 表 皮 下 2~              加, 反之, 淬透性降低。这也是富化区组织为回火索

            10mm 镶嵌有大块的渣子, 因而也称皮下夹渣                    [ 10 ] 。  氏体, 而“ 贫化区” 掺杂有贝氏体的主要原因。
            从夹渣的组分来看, Mn-Si 酸盐系夹杂物的尺寸大、                        参考文献:
                            系夹杂物细小而深度深, 案例1中
            而深度浅, Al 2O 3
            夹渣属于后者, 这类夹渣通过正确的操作是可以避                             [ 1 ]  刘宗昌. 淬火开裂及防止方法( 续)[ J ] . 热处理, 2010 ,
            免的。由于其尺寸大、 脆性大, 与基体的结合能力                                25 ( 5 ): 75-84.
            弱, 本身就是一个应力集中源, 加工过程中不易变                            [ 2 ]  刘宗昌. 淬火裂纹形态及影响因素[ J ] . 包头钢铁学院
            形, 容易发生碎裂, 形成更多的显微裂纹, 甚至与基                              学报, 1991 , 10 ( 1 ): 44-49.
                                                                [ 3 ]  朱荆璞. 钢的淬火裂纹及其避免方法[ J ] . 沈阳工业大
            体分离    [ 11 ] 。案例1中造成淬火开裂的原因可以从3
                                                                    学学报, 1964 ( 1 ): 69-78.

            个方面考虑: ① 夹渣自身尺寸大、 脆性大、 分布范围
                                                                [ 4 ]  王荣. 机械装备的失效分析( 续前)第8讲 失效诊断
            广, 应力集中明显且分布在表层区域; ② 齿轮轴被

                                                                    与预防技术( 3 )[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2018 , 54
            完全淬透, 淬火残余应力属于组织应力型, 表层区域
                                                                    ( 4 ): 244-255.
            所受拉应力最大; ③ 齿轮轴采用渗碳+直淬的热处                            [ 5 ]  平海凤. 成功的热处理工艺———淬火裂纹的对策( 二)

            理工艺, 表层残留奥氏体增加, 同时马氏体较粗大,                               [ J ] . 国外金属热处理, 1998 , 19 ( 5 ): 13-15.
            进一步增大了淬火应力。一般夹渣造成的淬火开裂                              [ 6 ]  祝国华, 战祥丽. 零件热处理裂纹的分析与对策( 二)
            满足前两者即可。                                                [ J ] . 机械工人( 热加工), 2004 ( 9 ): 52-53.
                 相比较而言, 案例2中的硫化锰夹杂物分布比                          [ 7 ]  孙盛玉. 热处理裂纹若干问题的初步探讨[ J ] . 金属热
            较均匀, 颗粒也较小, 正确的操作和合理的工艺措施                               处理, 2009 , 34 ( 10 ): 109-114.
                                                                [ 8 ]  陈亮, 吴刚, 谭小明, 等. 大型从动齿轮油槽开裂原因
            可减少其数量和改变其大小、 分布, 但一般是不可避
                                                                    分析[ J ] . 金属加工( 热加工), 2017 ( 3 ): 14-17 , 20.
            免的。案例2中夹杂物为 A 类塑性夹杂, 该类夹杂
                                                                [ 9 ]  耿传芸, 朱敏涛, 杨学婧.35CrMo圆钢零件调质开裂
            物可沿变形方向延伸成条带状, 危害相对较小。齿
                                                                    原因分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2015 , 51 ( 3 ):
            轮从硫化锰夹杂物处起裂, 主要原因有 3 点: ① 夹

                                                                    222-224.
            杂物的形态和分布, 裂纹源处硫化物数量多, 呈粗块                          [ 10 ]  苏瑞先. 连铸夹渣类缺陷的成因分析和控制措施[ J ] .
            状, 且聚集分布, 破坏了基体的连续性, 增加了钢中                              特殊钢, 2011 , 32 ( 1 ): 27-29.

            组织的不均匀性, 导致局部应力集中; ② 设计因素,                         [ 11 ]  周寿好, 龚志翔. 车轮轮箍钢失效与夹杂物控制[ J ] .
            经有限元模拟计算可知, 齿轮起裂处恰好为最大应                                 钢铁研究, 2000 , 28 ( 6 ): 12-15.
                                                               [ 12 ]  张延玲, 刘海英, 阮小江, 等. 中低碳齿轮钢中合金元
            力集中区; ③ 局部锻造比不足, 齿轮内孔采用镗孔
                                                                    素的偏析行为及其对带状组织的影响[ J ] . 北京科技
            成型, 对于中大型锻件而言, 内孔附近锻造比非常
                                                                    大学学报, 2009 , 31 ( 1 ): 199-205.
            小, 该区枝晶偏析明显。
                                                               [ 13 ]  杨其萍, 杨培义. 钢锭成分偏析对淬透性的影响[ J ] .
                 案例3中带状偏析严重, 级别高达4~5级。带
                                                                    钢铁研究总院学报, 1986 ( 4 ): 67-73.
            状组织是影响锻钢件产品内在质量的主要因素之



                                                                                                                                                                                                                
                 欢 迎 订 阅                 欢 迎 赐 稿                欢 迎 刊 登 广 告 和 信 息                            


                






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