淬火裂紋產生之鋼材冶金質量的影響

鋼的淬火裂紋的形成原因包括內部因素和外部條件。內部因素主要是由馬氏體的成分、組織結構等決定的本質脆性；外部因素主要是各種工藝條件、零件尺寸形狀等引起的宏觀內應力的大小、方向、分布狀態等。
       
      

影響本質脆性的因素，諾如鋼材的冶金質量、鋼中的含碳量及合金元素、馬氏體的組織結構、馬氏體顯微裂紋、顯微局部應力、原始組織狀態等。影響宏觀內應力的因素較為復雜，諾如淬透性、淬透深度、脫碳、表面硬化、工件尺寸和形狀、加工質量及粗糙度、熱處理工藝規范、加熱及冷卻設備、淬火后的回火與矯直及再加工等等。顯然影響淬火裂紋的因素十分復雜。
在現場一旦出現淬火裂紋的報廢零件，往往是“打不清的官司”。只有認清各種因素作用的本質、途徑、規律性，并對具體零件的淬裂現象進行具體分析、檢測，才能搞清主要因素、次要因素，并從中確定防止淬裂的措施，提高成品率，控制廢品率，增加經濟效益。因此研究影響淬火開裂的因素及其作用規律具有重要實際意義。
縮孔和嚴重的軋制缺陷造成材料明顯的不均勻性，這時材料是不宜于進行熱處理的。而不少材料的冶金缺陷均可能單獨與宏觀或微觀的內應力發生作用，促發淬火裂紋。這些冶金質量問題包括：粗視偏析、固溶體偏析、固溶氫、鍛軋缺陷、夾渣、鐵素體一珠光體帶狀組織及碳化物帶狀組織等。

      本期我們將先分享鋼材冶金質量的影響分別是為粗視偏析的影響、固溶體偏析的影響、固溶氫的影響、夾雜物的影響的詳細分析，好了廢話也不多說了，咱們一起進入真題吧！
粗視偏析的影響

鋼在鑄造凝固過程中產生的內應力可能導致開裂。例如約0.3%C的碳鋼，形成凝固裂紋的傾向較大，它是由于δ一Fe向γ一Fe相變過程中形成的。當裂紋形成后，它向內部發展以致當裂紋與液相接觸時，富集著雜質元素的鋼液填入裂紋中，這樣裂紋*變成了偏析線。
在整個鋼錠范圍內發生的偏析，稱區域偏析。用于制造大型鍛件的大鋼錠中易出現區域偏析。
用具有粗視偏析的坯料制成的零件，尤其是形狀復雜的工件，其淬火開裂的傾向性較高。這是由于各區域化學成分不同，Ms點不同，則馬氏體轉變的不同時性較大，從而造成較大內應力，以致淬火開裂。

固溶體偏析的影響
固溶體偏析是顯微偏析，它可以由枝晶偏析造成。鋼在結晶時，先結晶的枝干比較純凈，碳濃度較低，而遲結晶的枝間部分碳濃度較高。其他元素在枝干和枝間的偏析情況大體與碳相仿。這種偏析造成奧氏體各微區化學成分差別較大，因而各微區的Ms點不同，發生馬氏體轉變的時間先后不一，在顯微局部區域出現很大的顯微內應力，因而可能導致淬火裂紋。

固溶氫的影響
若澆注條件控制不當，會使鋼中的氫氣含量提高，從而可能形成白點。如果同時存在偏析，出現白點的可能性則更大。如果澆注后冷卻速度太快，氫氣將處于過飽和狀態或富集在特定的組織區域內，如富集在非金屬夾雜物附近。當氫原子結合成氫分子時會產生很高的壓力，從而導致形成細微內裂即白點。這種材料在淬火時，白點則可作為淬火裂紋源，在尺寸較大的鍛件上，如冷軋輥，淬火之后往往會出現滯后開裂，它的起因是工件心部材料的氫含量過高。
夾雜物的影響
非金屬夾雜物較多的鋼材，在軋制之后，會形成明顯的帶狀夾雜物。這種冶金缺陷將會大大提高淬火內應力分布的不均勻性，從而使鋼材的淬火裂紋敏感性增加。在亞共析鋼中，鐵素體-珠光體帶狀組織會使帶狀夾雜的淬火開裂傾向進一步增大。在富碳的條帶中易出現導致微觀裂紋的片狀馬氏體，增加淬火組織和內應力的不均勻性。具有枝晶偏析的鋼材，經軋、鍛熱變形，枝晶干和枝晶間被延伸拉長，形成“纖維”可能使鋼材沿流線方向產生裂紋。

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