【正文】 ． 8． 2 淬火裂紋的產(chǎn)生及防止方法 ?淬火裂紋是由許多方面的因素造成的 ，但根本的原因有二： ?一是拉應(yīng)力超過材料的強度極限； ?一是內(nèi)應(yīng)力雖不太高 ， 但由于材料內(nèi)部的缺陷而引起強度的降低 。 2021/11/10 66 ?原材料缺陷 ：縮孔 、 白點 、 冷加工刀痕 、 鋼中非金屬夾雜物及碳化物偏析 。 ?鍛造缺陷： 鍛造過程中已形成的裂紋在淬火時會使之?dāng)U大 。 ? 這種淬火前已形成的裂紋 ， 其顯微組織特征是在裂紋兩側(cè)有嚴(yán)重的脫碳 ， 這是因鍛造與淬火加熱所造成的；同時 ， 鍛造裂紋內(nèi)部往往還有大量的氧化物夾雜 。 這些都是分析判斷鍛造裂紋的依據(jù) 。 ?淬火工藝不當(dāng) ：加熱溫度過高；在 Ms點以下冷卻過快； ?回火工藝不當(dāng) ：回火不足或淬火后未及時回火 ，都可能導(dǎo)致工件的開裂 ?鋼的回火脆性 2021/11/10 67 6． 8． 3 其它淬火缺陷 ?1． 硬度不足： ? 加熱溫度過低或保溫時間不足 ， 冷卻速度不夠 ， 操作不當(dāng) ， 表面脫碳 ， 淬透性不夠 ， 奧氏體成分不當(dāng) 。 2021/11/10 68 ?2． 軟點 ?工件原來的金相組織不均勻或夾雜物過多； ?加熱溫度不足或保溫不充分 ， 形成不完全淬火（ 對亞共析鋼 ） ； ?滲碳件經(jīng)滲碳處理后 ， 表面碳濃度不均勻； ?工件表面局部脫碳； ?淬火劑冷卻能力不夠 ， 工件浸入淬火劑的方式不當(dāng)； ?工件表面不清潔 ?3． 過熱與過燒 ?4． 氧化與脫碳 2021/11/10 69 6． 8． 4 回火缺陷 ?1． 硬度過高 ?2． 硬度不足 ?3． 回火脆性 2021/11/10 70 (a) 低溫回火脆性（第一類回火脆性） ?碳鋼和低合金鋼在 250～ 400℃ 回火時出現(xiàn)的脆性稱為低溫回火脆性 。 ?將這種已產(chǎn)生脆性的工件在更高一些溫度回火后 ， 其脆性即消失 。 再置于 300℃左右重新回火時 ， 脆性也不會重復(fù)出現(xiàn) 。因此這種低溫回火脆性又叫做 不可逆回火脆性 。 2021/11/10 71 ?鋼中含碳量越高 ， 脆化的程度越嚴(yán)重 。 ?鋼中所含合金元素的種類及合金量一般都不能抑止第一類回火脆性 ， 但可改變脆性產(chǎn)生的溫度范圍 。 ?一般是使脆性推向更高的溫度 ， 其中硅 、 鉻 、錳的作用較為顯著 ， 尤其是硅 。 ?目前還無有效方法來完全消除低溫回火脆性 ，只是盡量避免在這個溫度范圍內(nèi)回火 。 ?實驗指出 ， 在這一溫度區(qū)間回火時 ， 時間越短 ，脆性越小 。 用快速加熱回火的辦法可以減小脆性 ， 但僅適用于較薄的零件 。 對某些合金結(jié)構(gòu)鋼尚可采用降溫淬火的方法加以克服 。 2021/11/10 72 ?此外 ， 還有資料介紹 ， 加入 Ti、 AI、 B、Be等元素有一定的抑制效果 。 ?可見 ， 從本質(zhì)上弄清第一類回火脆性產(chǎn)生的原因及找出有效的防止方法 ， 仍是需要研究的課題 。 2021/11/10 73 (b) 高溫回火脆性（第二類回出脆性） ?在 450℃ 或更高至 650℃ 左右溫度回火時出現(xiàn)的脆性 ， 通常稱為高溫回火脆性或第二類回火脆性 。 ?其特點是在此溫度范圍回火時 ， 如果快速冷卻 （ 水冷或油冷 ） ， 韌性并不降低；反之 ， 慢冷 （ 空冷或爐冷 ） 則韌性顯著下降 ， 冷卻越慢 ， 韌性降低得越顯著 。 2021/11/10 74 ?當(dāng)鋼由韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)時 ， 除沖擊韌性降低 、 冷脆轉(zhuǎn)化溫度增高 、 脆性破斷抗力降低以及鋼由纖維狀斷口變?yōu)榻Y(jié)晶狀斷口外 ， 并未發(fā)現(xiàn)其它機械性能的降低 ， ?而鋼的比重 、 剩余磁化強度 、 磁矯頑力和電阻等也無明顯的變 2021/11/10 75 可逆回火脆性 ?當(dāng)已出現(xiàn)這類回火脆性時 ， 可用再次回火并快速冷卻的方法來加以消除 。 但在脆化溫度范圍內(nèi)回火時如長時間停留 ，隨后即使快冷也還會產(chǎn)生 。 ?重復(fù)回火時 ， 如果慢冷 ， 可能重新引起這種脆性 。 ?因而這類回火脆性又稱為可逆回火脆性 。 2021/11/10 76 第一種假設(shè)認(rèn)為： ?不同的化合物形態(tài)沿鐵素體晶界析出而引起脆性的增大 。 由于析出相是沿晶界分布的微薄層 ，故只影響沖擊韌性 ， 而對塑性 、 強度影響不大 。 ?如果回火時進(jìn)行快冷 ， a相中的碳 、 氮 、 氧和磷等來不及析出 ， 故可避免此類回火脆性 。 若回火溫度較低 （ 小于 500“C） ， 這些元素在 a相中的溶解度較小 ， 沿晶界析出的化合物也較少 ，故對脆性的影響也就不大 。 2021/11/10 77 第二種假設(shè)認(rèn)為： ? 鋼的回火脆性是由于碳化物從 。 ? 相中析出導(dǎo)致體積變化 ， 從而在原來的奧氏體晶界產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起的 。 鋼的沖擊韌性的降低主要是由于微觀區(qū)域晶格歪扭的增大所致 。 X線分析表明 ， 在400～ 500℃ 和 600℃ 的回火溫度下 ， 晶格微觀區(qū)域內(nèi)應(yīng)力的降低是和鋼的沖擊韌性的提高相對應(yīng)的 ， 因而認(rèn)為微觀區(qū)域晶格歪扭的增大 ， 就是過飽和 a固溶體分解過程中形成不完整晶格 ， 而不完整晶體結(jié)構(gòu)是金屬脆性狀態(tài)的重要因素之一 。 從位錯理論的觀點出發(fā) ， 微觀區(qū)域的晶格歪扭引起了刃型位錯的塞積 ， 而刃型位錯的應(yīng)力場彼此疊加起來 ， 在外加應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力足夠大的情況下 ， 增大了金屬中晶體結(jié)構(gòu)的不完整性 ， 位錯和缺位流通過晶格歪扭最大位置時 ， 微觀摩擦增大 ，將形成脆性損壞 。 2021/11/10 78 第三種假設(shè)： ?也是目前比較引人注意的 ， 即所謂晶界富集和偏析的理論 ， 即合金元素或微量的雜質(zhì)元素 （ 如磷 、 銻 、 錫 、 砷等 ） 偏聚到原來的奧氏體晶界上 ， 從而減弱了原奧氏體晶界上的結(jié)合力 ， 使鋼變脆 ，因而認(rèn)為這是高溫回火脆性產(chǎn)生的主要原因 。 2021/11/10 79