裂紋的種類紛繁多樣:原材料裂紋,、熱處理 裂紋,、鍛造裂紋等 ,讓人頭暈眼花 。如何識(shí)別它 們便是一門(mén)很重要的課程 ,這樣便于準(zhǔn)確查找裂 紋發(fā)生在哪一工序 , 有利于分析裂紋產(chǎn)生的 原因,。

首先 ,需對(duì)“ 原材料裂紋”和“ 鍛造裂紋”先 確定概念 ,對(duì)鍛造后出現(xiàn)的裂紋 ,都應(yīng)理解為“鍛 造裂紋”,只不過(guò) ,導(dǎo)致鍛造裂紋產(chǎn)生的主要因素 可以再分成:

1,、原材料缺陷所致的鍛造裂紋 ;

2、鍛造工藝不當(dāng)所致的鍛造裂紋,。

從裂紋宏觀形態(tài)先進(jìn)行大致區(qū)分 ,橫向一般 與母材無(wú)關(guān) ,縱向裂紋需要結(jié)合裂紋形態(tài)與鍛打 工藝等結(jié)合分析,。

裂紋兩側(cè)有脫碳 , 肯定是鍛造過(guò)程中產(chǎn)生 的 ,至于是原材料還是鍛造工藝造成的 ,這就需 要根據(jù)金相和工藝過(guò)程去分析,。

對(duì)同一批次同種型號(hào)的工件 ,鍛造裂紋基本 都在一個(gè)位置 ,在顯微鏡下延伸比較淺 ,兩邊有 脫碳 。而材料裂紋不一定在同一位置重復(fù)出現(xiàn) , 顯微鏡下深淺不一 ,。多看多分析 ,還是有一定規(guī) 律的,。

材料裂紋多半是與材料縱向一致的 。而鍛 打裂紋有兩種 ,一種是過(guò)熱過(guò)燒造成的 ,裂紋附 近有氧化脫碳現(xiàn)象 ,。還有一種是打冷鐵也會(huì)造

成發(fā)裂 ,這一種有晶格破壞撕裂的現(xiàn)象 ,。從金相

上可以區(qū)別開(kāi)來(lái)。 鍛造的目的:

1,、成形要求 ;

2,、改善材料內(nèi)部組織 ,細(xì)化晶粒 ,均勻元素 成分與組織 ;

3,、使材料更致密(鍛合材料內(nèi)部原有未暴露 空氣的縮孔或疏松等等) ,流線分布更合理 ;

4,、通過(guò)合理的鍛后熱處理方式 ,為下道工序 服務(wù)。

因此 ,鍛造鍛合原材料內(nèi)部一定的缺陷是職  責(zé)所在 ,。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開(kāi)  始的 ,鋼錠內(nèi)部必然存在大量的冶鑄缺陷 ,顯然 ,  合理的鍛造 ,都可以將其中的所謂“ 缺陷”鍛合,。 所以 ,鍛造工藝的合理性是決定鍛件是否會(huì)開(kāi)裂  的主要原因。

當(dāng)然 ,相對(duì)某一穩(wěn)定的鍛造工藝 ,如果事前 對(duì)鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級(jí)控 制要求的 ,當(dāng)因原材料缺陷等級(jí)超出要求并在原 鍛造工藝下鍛造出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象 ,我們可以認(rèn)作 “ 原材料缺陷所致的鍛造裂紋”,。

裂紋問(wèn)題具體問(wèn)題具體分析 ,結(jié)合工藝過(guò)程 分析 ,包括加熱過(guò)程有沒(méi)有保護(hù)氣氛都應(yīng)該考 慮 ,鍛造應(yīng)該是把原材料裂紋鍛打密合才對(duì) ,。氧 化皮通常致密是灰色的 ,制樣過(guò)程造成的臟東西 很疏松的顏色偏黑 ,高倍下一看就知道 ,實(shí)在無(wú) 法分辨直接打能譜一定能分辨。

鍛造裂紋

鍛造裂紋一般在高溫時(shí)形成 ,鍛造變形時(shí)由 于裂紋擴(kuò)大并接觸空氣 ,故在 100X或 500X的 顯微鏡下觀察 ,可見(jiàn)到裂紋內(nèi)充有氧化皮 ,且兩 側(cè)是脫碳的 ,組織為鐵素體 ,其形態(tài)特征是裂紋 比較粗壯且一般經(jīng)多條形式存在 ,無(wú)明細(xì)尖端 , 比較圓純 ,無(wú)明細(xì)的方向性 ,除以上典型形態(tài)外 , 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)有些鍛造裂紋比較細(xì) ,。裂紋周圍不

是全脫碳而是半脫碳,。

典型的鍛造裂紋示例: 邊緣較多氧化物。

熱處理裂紋

淬火加熱過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋與鍛造加熱過(guò)  程形成的裂紋在性質(zhì)和形態(tài)上有明顯的差別,。 對(duì)結(jié)構(gòu)鋼而言 ,熱處理溫度一般較鍛造溫度要低  得多 ,即使是高速鋼,、高合金鋼其加熱保溫時(shí)間  則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍛造溫度 。 由于熱處理加熱溫度偏  高 ,保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或快速加熱 ,均會(huì)在加熱過(guò)程  中產(chǎn)生早期開(kāi)裂 ,。產(chǎn)生沿著較粗大晶粒邊界分  布的裂紋 ;裂紋兩側(cè)略有脫碳組織 ,零件加熱速  度過(guò)快 ,也會(huì)產(chǎn)生早期開(kāi)裂 ,這種裂紋兩側(cè)無(wú)明  顯脫碳 ,但裂紋內(nèi)及其尾部充有氧化皮 ,。有時(shí)因  高溫儀器失靈 ,溫度非常高 ,致使零件的組織極  粗大 ,其裂紋沿粗大晶粒邊界分布。

典型的淬火裂紋示例:

500X下 ,呈鋸齒狀 ,起始端裂紋寬 ,結(jié)束斷 裂紋細(xì)小至無(wú) ,裂紋處未發(fā)現(xiàn)異常冶金夾雜 ,沒(méi) 有脫碳現(xiàn)象 ,裂紋呈鋸齒狀延伸 ,具有淬火裂紋

的典型特征,。

鍛造裂紋與熱處理裂紋產(chǎn)生原因

1,、鍛造裂紋產(chǎn)生原因:鋼在鍛造過(guò)程中 , 由 于鋼材存在表面及內(nèi)部缺陷 , 如發(fā)紋、砂眼,、裂 紋,、夾雜物、皮下氣泡,、縮孔,、白點(diǎn)和夾層等 ,都可 能成為鍛打開(kāi)裂的原因 。另外 , 由于鍛打工藝不 良或操作不當(dāng) ,如過(guò)熱,、過(guò)燒或終鍛溫度太低 ,鍛 后冷卻速度過(guò)快等 ,也會(huì)造成鍛件開(kāi)裂,。

2、熱處理裂紋產(chǎn)生原因:淬火裂紋是宏觀裂 紋 ,主要由宏觀應(yīng)力引起 。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中 , 鋼制工件常由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理 , 鋼材選擇不 當(dāng),、淬火溫度控制不正確,、淬火冷速不合適等因 素 ,一方面增大淬火內(nèi)應(yīng)力 ,會(huì)使已形成的淬火 顯微裂紋擴(kuò)展 ,形成宏觀的淬火裂紋 ,另一方面 , 由于增大了顯微裂紋的敏感度 ,增加了顯微裂紋 的數(shù)量 ,降低了鋼材的脆斷抗力 Sk ,從而增大淬 火裂紋的形成可能性。

影響淬裂的因素

影響淬裂的因素很多 ,這里僅將生產(chǎn)中常碰 到的幾種情況作一介紹,。

1,、原材料已有缺陷而導(dǎo)致的淬裂:如果原材 料表面和內(nèi)部有裂紋或夾雜物等缺陷 ,在淬火之 前未發(fā)現(xiàn) ,有可能形成淬火裂紋 ;

2、夾雜物導(dǎo)致的開(kāi)裂:如果零件內(nèi)部夾雜物 嚴(yán)重 ,或本身因夾雜物嚴(yán)重已經(jīng)隱藏有裂紋 ,淬 火時(shí)將有可能產(chǎn)生裂紋 ;

3,、因原始組織不良而導(dǎo)致的淬裂 ;

4,、淬火溫度不當(dāng)造成的淬裂:淬火溫度不當(dāng) 引起零件淬裂 ,一般有兩種情況: (1) 儀表指示 溫度低于爐子的實(shí)際溫度 ,使淬火溫度偏高 ,造 成淬火過(guò)熱 ,導(dǎo)致工件發(fā)生開(kāi)裂 。凡是過(guò)熱淬火開(kāi)裂的金相組織均存在晶粒粗大和粗大的馬 氏體,。

(2)鋼件實(shí)際含碳量高于鋼材牌號(hào)所規(guī)定 的含量 ,若按原牌號(hào)的正常淬火工藝淬火時(shí) ,等 于提高了鋼的淬火溫度 ,容易造成零件過(guò)熱和晶 粒長(zhǎng)大 ,使淬火時(shí)應(yīng)力增大而引起淬裂,。

5、淬火冷卻不當(dāng)造成的淬裂:淬火時(shí)由于冷 卻不當(dāng) ,也會(huì)使零件產(chǎn)生淬裂事故,。

6,、機(jī)加工缺陷導(dǎo)致的淬裂: 由于機(jī)加工不 良 ,在零件表面留下了粗而深的刀痕 ,盡管是很 簡(jiǎn)單的零件或不是應(yīng)力集中的地方 ,也會(huì)在淬火 時(shí)造成開(kāi)裂 ,或在服役過(guò)程中發(fā)生早期損壞。

7,、零件外形對(duì)淬火裂紋的影響:零件幾何形 狀不合理 ,或截面過(guò)度區(qū)厚薄相差較大 ,在淬火 時(shí)均易因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋,。

8、不及時(shí)回火導(dǎo)致的開(kāi)裂:淬火后不及時(shí)回 火 ,將可能因淬火殘余應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致裂紋 產(chǎn)生,。

裂紋的分辨方法

如何區(qū)分究竟是淬火裂紋,、回火裂紋、鍛造 裂紋還是磨削裂紋等是很重要的 ,這樣便于準(zhǔn)確 查找裂紋發(fā)生在哪一工序 ,有利于分析裂紋產(chǎn)生 的原因,。

第一 ,注意淬火裂紋和磨削裂紋形態(tài)的不 同 ,。對(duì)于淬火時(shí)未發(fā)現(xiàn)而在磨削后才發(fā)現(xiàn)的裂 紋 ,要區(qū)別是淬火裂紋還是磨削裂紋 。在裂紋未

附著污染物時(shí)比較容易 ,此時(shí)注意裂紋的形態(tài) , 特別是裂紋發(fā)展的方向 ,磨削裂紋是垂直于磨削 方向的 ,呈平行線形態(tài) ,或呈龜甲狀裂紋 ,。磨削 裂紋的深度根淺 ,而淬火裂紋一般都比較深比較 大 ,與磨削方同無(wú)關(guān) ,多呈直線刀割狀開(kāi)裂,。

第二 ,注意裂紋發(fā)生的部位 。尖銳的凹凸轉(zhuǎn) 角處,、孔的邊緣處,、刻印處、打鋼印處及機(jī)械加工 造成的表面缺陷等部位 ,在這些部位發(fā)生的裂紋 多屬淬火裂紋,。

第三 ,通過(guò)觀察零件的裂斷面來(lái)區(qū)分是淬火 裂紋還是淬火前的鍛造裂紋或其他情況造成的 裂紋 ,。若裂紋斷面呈白色或暗白色或淺紅色( 水 淬時(shí)造成的水銹) ,均可斷定為淬火裂紋 ,若裂紋 斷面呈深褐色 ,甚至有氧皮出現(xiàn) ,那就不是淬火 裂紋 ,系淬火前就存在的裂紋 ,是零件經(jīng)過(guò)鍛造 或壓延時(shí)形成的裂紋 ,這些裂紋都會(huì)因淬火而被 擴(kuò)大 。因淬火裂紋基本上是在 MS 點(diǎn)以下時(shí)形 成的 ,其斷面是不會(huì)被氧化的,。

第四 ,在顯微組織中 ,淬火裂紋是沿晶界斷 裂 ,若不是沿晶界斷裂 ,而是沿晶內(nèi)斷裂 ,則屬于 疲勞裂紋,。

第五 ,如果裂紋周圍有脫碳層存在 ,那就不 是淬火裂紋 ,而是淬火前就存在的裂紋 , 因?yàn)榇?nbsp;火裂紋是淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生的 , 絕不會(huì)發(fā)生脫碳 現(xiàn)象。

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