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淬火冷却速度和淬火裂纹

  • 发布时间:2020-07-11

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  淬火冷却速度和淬火裂纹

  

  一般淬火裂纹发生在零件淬透部位上,所以称为淬火裂纹。为了把钢淬硬,必须从奥氏体化温度开始就以大于临界冷却速度的速度进行冷却。这种快速冷却导致产生热应力,结果外层为压应力,内层为张应力。这可有效地防止淬火裂纹。冷却速度越大,热应力越增加。从这个意义上说,在奥氏体相区域内冷却得越快,就越能防止淬火裂纹,反之,M~Mf区域内的冷却与相变应力有关,在此区城内冷却速度越大,相变应力越大,表层的张力就越大,就越容易发生淬火裂纹。

  

  淬火裂纹是否发生是由热应力与相变应力的总和是正(张力)还是负(压力)决定的。

  

淬火冷却速度和淬火裂纹

  若两种应力的总和为正,则发生淬火裂纹;反之,两种应力的总和为负,则不发生淬火裂纹。这种情况定性地表示的图2-15 中。从图中可知,两个应力的合成结果是:在奥氏体这域内的冷却速度慢和过快时都为负,丽介于两哲之同消一合成结果为正的区城,这个区域就是淬火裂纹发生的这域。冷却速度慢的情况相当于油淬。众所周知,油淬是难以引起淬火裂纹的、如冷却速度比油淬冷却速度快:并在A一B范围内,合成应力为正,处于淬火裂纹的发生区域内,可推断淬火时会发生淬火裂纹。

  

  若冷却速度更大,合成应力为负,淬火裂纹又难以发生,这种冷却速度相当于盐水淬火及喷液淬火。由此可知,过慢的和过快的冷却速度都难以引起淬火裂纹;而介于两者中间,即不慢不块的冷却速度却易引起淬火裂纹。油淬不发生淬火裂纹的零件若改用水淬时会发生淬火裂纹,若进一步改用盐水淬火或喷液淬火,淬火裂纹又不出现。这种情况在现场淬火中可经常体验到。

  

  因此,用水淬发生裂纹而无法解决的时,可改用比水冷却速度慢的油淬,或进一步提高拎却速度,使用盐水淬火或喷液淬火。如使用不快不慢的冷却速皮,就会发生淬火裂纹。

  

淬火冷却速度和淬火裂纹

  利用高琰铬纯承钢(SUJ2)食各>i8银米)试验染应力和相变应力对于淬火裂纹的影刻.试会昝果见圈?-1SD.试验方法是加热到900保鼠1小、分居,呆用三种冷却迷度(1)立即水冷:(2)先用沟冷海用水冷:(3)完全用油冷,然后再分别研究是否有淬火裂纹发生。从图2-15可知,淬火裂纹是由热应力和相变应力的总和决定的。这三种冷却速度,除去完全油冷(3)外,(1)和(2)两种冷却速度是为了改变热应力并使相变应力不变而设计的,因前可分别试验出热应力和相变应力对淬火裂纹的影响。因为水冷时,在马氏体区域Ms~Mf温度范 内,相变应力是一定的,从图2-15下面的热应力曲线可知,热应力只受奥氏体区域内冷却速的影响,也就是用水冷和油冷改变奥氏体区域内的冷却速度,可以达到改变热应力的目的。从图2一i6可见,由于热应力能有效地防止淬火裂纹,如改变热应力使其与相变应力的合成应力从负变到正,裂纹就会相应地发生。图2一16证实了这个想法。如表2一2所示,最初水淬时,因为合成应力为负,所以四根试样全未发生淬火裂纹。然而油冷5~20秒钟后再水冷的试样,由于热应力变小,导致合成力为正,所以发生淬火裂纹。油冷30~120秒钟后再水冷的试样并未发生淬火裂纹,这是因为油冷的时间过长,Ms-Mf区域内的一部分也变成油冷,使相变应力减少并使合成应力为负的缘故。

  

  考虑到表层的热应力(压应力)和相变应力(张应力)合成结果为正时,才发生淬火裂纹,因此,为了防止淬火裂纹,要充分利用热应力,减少相变应力,记化这个要点是非常重要的。


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