锻件淬火裂纹及对策

       在引起锻件产生裂纹的因素中，因淬火产生的裂纹占锻件的绝大多数。淬火裂纹主要发生在淬火冷却的后期，此时马氏体相变基本结束，由于锻件中存在大的拉应力，当应力超过材料的抗拉强度时就会产生裂纹。锻件淬火时一旦产生淬火裂纹，将使产品报废。淬火裂纹产生的主要原因，除了淬火过程中产生较大的淬火应力外，还与锻件内存在非金属夹杂物、碳化物偏析、工件结构设计不合理以及淬火工艺制度不合适等因素有关。实际生产中，往往根据淬火裂纹特征来判断其产生的原因，从而采取措施预防其再次发生。淬火裂纹形成的原因和情况不同，它在锻件中的分布形式也不同。

       1.纵向裂纹及其影响因素

       纵向裂纹又称轴向裂纹。这类裂纹的特征是沿轴向分布，由锻件表面裂向心部。它多产生在锻件完全淬透的情况下。

       纵向裂纹是因为淬火时组织应力过大，使最大切向拉应力大于该时材料的断裂强度而发生的。

       2.横向裂纹（弧形裂纹）及其影响因素

       横向裂纹的特点是垂直于轴的方向，由内往外开裂，往往在未淬透情况下形成，因热应力所引起。横向裂纹常发生于大型轴类锻件上，如轧辊、汽轮机转子等，且常在锻件形状突变的部位以弧形分布。横向裂纹主要产生于锻件内部或易造成应力集中的尖锐棱角及空洞附近。

       3.网状裂纹

       网状裂纹是一种表面裂纹，其深度较浅，一般在0.01-1.5mm左右。裂纹走向具有任意方向性，与锻件的外形无关，许多裂纹相互连接构成网状，裂纹面积较大。表面脱碳的高碳钢淬火、机械加工中未完全去除脱碳层的进行表面淬火等极易形成网状裂纹。但是并非脱碳层一定产生网状裂纹。当表层完全脱碳时，淬火后表层为铁素体，易变形，可使应力松弛，则不宜形成网状裂纹。

       4.剥离裂纹

       剥离裂纹的特征是淬火后裂纹发生在锻件次表层，裂纹与锻件表面平行。这种裂纹多发生在表面淬火或化学热处理（渗碳、碳氮共渗、渗氮及渗硼等）工件中， 裂纹的位置多在硬化层和心部交界处，即多产生在过渡区中。

       5.应力集中裂纹

       应力集中由锻件的几何形状和截面变化引起。生产中许多淬火裂纹都是由应力集中引起的。当锻件截面尺寸相差悬殊时, 则淬火冷却使不同部位的冷速相差很大，马氏体转变的不同时性增加，组织应力增大，导致裂纹产生。当锻件有尖角和空穴时，常由于应力过大而引起淬火裂纹。有资料介绍，尖角处的应力约为平滑面部位的10倍左右，所以常称尖角是导致淬火裂纹的致命因素。

       6.过热淬火裂纹

       因各种原因导致的奥氏体晶粒粗大（由原始组织不合格、淬火温度过高、淬火保温时间过长等引起），在随后的淬火冷却时就会形成沿晶界分布的裂纹。

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