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Spring type
淬火温度(奥氏体化温度)和淬火裂纹
一般认为,淬火温度高,容易发生淬火裂纹,这主要跟弹簧钢的淬透性,郎跟弹簧钢的淬透深度有关。淬火温度与淬火袭纹发生率之间的关系有王种类型:()淬火温度越高,淬火裂纹的发生率越高(主要是小型零件):(2)淬火温度越高,淬火裂纹的发生率越低(主要是大型零件);(3)介于上述两种之闻的中间型(主要是中等尺寸的零件),这种类型的弹簧钢随着淬火湿度的升高裂纹发生率发生变化,当升至某一温度时,淬火裂纹的发生率降低,但若高于这一温度,淬火裂纹的发生率重新增高。现将淬火裂纹的三种炎型定性地表示于图2-10中。
图2-11~图2-13是含碳量为1,0免 和1.3凭弹簧钢伪5~35 毫米方形试样,水淬时淬火温度和淬火裂纹发生率的试验结果。图 2一11的情况属于(I)型,它表示淬火温度越高,淬火裂纹越易发生。尺寸小于20×20毫米的试样可淬透到中心,即属子无心淬火类型。这时发生纵裂纹。图2一21是截面尺寸较大的情犹,中心部位未被淬透,即属于有心淬火的类型。在这种情况下,淬火温度越高,淬火裂纹发生率感低。这时的裂纹呈甲状.但当淬火温度低,心部硬度HRC<46时.
易于发生淬火裂纹:淬火温度高,且心部硬度HRC>46时,则稚于发生淬火裂纹,图2--13是用20×20毫米试样试验的结果,这时淬火湿度过低所以也容易发生淬火裂纹,而用中等的淬火温度则不发生淬火裂纹。这是因为淬火温度低就会成为有心淬火,即属于(I)型:而淬火温度高,则成为无心淬火,因此变成(I)型。
这样一来,当属于无心淬火类型时。应尽量降低淬火温度(奥氏体化温度),以防止纵裂纹产生:当属于有心淬火类型时,应控制心部硬度(使HRC>46),即通过提高淬火温度,防止指甲状裂纹产生。
淬透性和淬火裂皱
一般淬透性好的弹簧钢,也就是易于淬透的弹簧钢容易发生淬火裂纹。而淬透性相同的弹簧钢,含碳量低者淬火裂纹发生较少。
弹簧钢的淬透性常用符号D,表录。所谓D就是理想条件下淬火时的淬透临界直。就是尽河能快的冷却时,淬透到中心(中心部含50%的马氏体组织)的最大直径D越大,淬透性越好。Dt值随弹簧钢的含碳量、合金元亲、晶粒大小的变化而异。
图2一80示出D,一C必一淬火裂纹的关系,其中所有的弹簧钢都是从900C进行油淬的(油湿为27C)。
[例] 把含0.49C,0.25%Si,0.7% Mn,1.0% Cr、0.3%N的弹簧钢进行油淬时,淬火裂纹是否发生(晶粒度为8)?
计算这种弹簧钢的D,:D-2.7英寸,若同0.4见C一并考虑,可不必担心淬火裂纹的发生。
s.Ms和点淬火裂纹淬火时过冷奥氏体开始转变为马氏体的湿度称为Ms点( Martensite start point),过去曾叫做A点。弹簧钢的Ms点呵根据其化学成分计算:Ms点(℃C)-552一350Y‰C一4>劳.In 35X苑V一-20×% Cr-17XfNi-10xpoCu一10x %Mo-5×% +15X%~·+30x咖A1+0X%S
Mf点(℃)=Ms-215(土i5C)一般认为,Ms点越低的,越易引起淬火裂纹.图2一9①示出Ms点与淬火裂纹的关系,该图是SAE(AISI)各销种的试验结果。图中0表示不发生淬火裂纹,×表示发生淬火裂纹。如图所表明的那样,如果C<o点>330 こ,则不发生淬火裂纹。因为Ms点高时相变所产生的马氏体立即皱日火,相变成力被消除,因此不发生淬火裂纹。也就是说,这是马氏体自行回火的缘故。根据实验结果可知,若Ms点下降8℃,淬火裂纹是原来的6倍,若Ms点降低2艺,淬火裂纹只是原来的1.2倍。
电火花加工和淬火裂纹
弹簧电火花加工(EDM或WEDM)是在波体中通过火花放电而进行的熔融加工,所以弹簧加工面由熔激后再凝固的淬火层和高温淬火层构成因此电火花加工面必然有淬火裂纹发生。
裂纹马氏体图2-25 工具钢(SKDI)的电火花加工淬火裂纹28-若把电火花加后的零补不另加处理优直接切削,常使切削刀具发生崩刃和陨坏。因此,必须把电火花加工后弹簧衣面的变质层磨掉并加以回火(200艺低温回火),才能进行切削加工在操作过程中虽不能防止电火花加工产生的淬火裂纹,但通过控制电火花加工的条件可减轻淬火裂纹。此外,没有别的办法能克服电火花加飞所产生的淬火裂纹。
弹簧断续淬火和淬火裂纹
防止弹簧淬火裂纹的淬火方法中有弹簧断续淬火法。它是在淬火冷却中途,比如在刚冷到通近证is点时取出进行缓冷的方法下列的试验给果说明:济火到230左右取出进行缓冷,是适宜的弹簧断续淬火操作,其淬火裂纹的发生率可达零:但如果淬火到407左右才取出缓冷,则起不到弹簧断续淬火的效果,淬火裂纹的发生率为28%。这个试验结果可参考注O的资料。
含碳景为0.45%的钢件进行水冷一取出一油冷二级淬火处现时,改变各种水冷的间,处现后的新凵硬度和组织变化与淬火裂纹发生的关系,见图2--172。从图中可梢楚地肴到,短时阿水冷后(本试验为6秒钟级出政换测淬,转角处安头摔火黎纹:如朵水冷时同延长到8~10秒,反丽不发生淬火裂纹。健就是说,水冷后提前取出再改成慢冷X概(捉前断续疼火,不到Ms点就提前取出改变冷速)反而有诱发淬火裂纹的危险。正如从“提前断续淬火”引起的断面组织分布所了解到的那样,由于拐角处的回火屈氏体,受到其下层马氏体的张力作用,结果引起裂纹。
因此,弹簧断续淬火法对防止淬火裂纹虽然有效,但如未掌掘好改变冷却速度的时机,反两会诱发淬火裂纹,因此务必多加注意。过早地政变淬火速度,也就是缩短水冷时间的断续淬火应予以禁止。不过,改变淬火冷却速魔的时间太晚,也会招致淬火裂纹。改变冷却速度的温度最好是在刚刚高于Ms点的源度,这个温度最好用接触湿度计或火柴榉(火柴发火点温度为270”C左右)等进行检验,或者采用下列“时间淬火”(即按时间进行断续淬火):水淬时:零件的自径每3米水冷1秒零件的板厚每2毫米水冷!秒油淬时:零件的直径每3米油冷3秒零件的板厚每2毫米油冷3秒后改换冷速后改换冷速。
弹簧发生淬火裂纹的部位
引起弹簧淬火裂纹的部位大致是一定的,截面形状突变、尖角、缺口、孔穴、模型接线飞边等部位易发生淬火裂纹,这意味眷“形状不合理定会发生淬火裂纹”,下面试举数例:
图2一--27及图2一28表示戴面形状突变处发生的淬火裂纹:图2一29~图2一31表示尖角处发生的淬火裂纹:图2一32表示键榴边发生的淬火裂纹:图2一33表示边角上发生的火裂纹:图2--34表示孔穴部位发生的淬火裂纹:图2-35是过热裂纹和孔穴裂纹合并发生的例子;图2--36是淬火温度不均写所发生的剥裂;图2一37及图2-38是指甲状裂纹,它是薄壁及棱角处过热面产生的淬火裂纹。
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