為何鍛件會形成橫向裂紋?

       鍛件一般都是經不同方式冷卻后,再經回火處理后使用,所以最后的組織是由過冷奧氏體轉變產物再加上回火后的組織構成,這種組織與性能之間的關系一般結論如下。

       如果冷卻后會獲得馬氏體組織,經低溫回火后具有較高的強度、硬度和耐磨性,但塑性韌性較低。強度硬度隨鋼中碳含量的增加而提高,塑性、韌性隨之下降。馬氏體組織隨回火溫度的提高其硬度、強度下降,塑性、韌性隨之提高。


鍛件


       一般鋼中的合金元素可使回火時的強度、硬度下降較小,而對塑性、韌性也有很大改善。馬氏體經高溫回火后,則可得到均勻的回火索式體組織,其強度、塑性和韌性能夠得到最好的配合,即獲得較高的綜合力學性能。

       如果冷卻后獲得下貝氏體組織,回火后的力學性能與淬火后獲得馬氏體鍛件經相同溫度回火時的力學性能相近,并有較高的沖擊韌性。

       如果冷卻后獲得上貝氏體組織和珠光體組織,則回火后的強度較低,塑性也不好,即綜合力學性能較差。如果冷卻后的組織中出現鐵素體,則回火后的綜合力學性能顯著惡化,特別是沖擊韌性顯著降低。對于不同條件下使用的零件對力學性能的要求不同,因而對冷卻后的組織要求也不一樣。

       鍛件形成橫向裂紋時內應力分布的特征是:表面受壓應力,離表面一定的距離應力發生劇變,由壓應力變為很大的拉應力。裂紋產生在拉應力峰值區域內,然后當內應力重新分布或鋼的脆性進一步增加時才蔓延到鍛件表面。橫向裂紋的特點是垂直于軸的方向。這類裂紋往往發生在未淬透的鍛件中,因為淬硬與未淬硬的過渡區有一個大的應力峰值,而且軸向應力大于切向應力。

鍛件

       鍛件因不能全部淬透,而且往往存在在較嚴重的冶金缺陷(如:氣泡、夾雜、鍛造裂紋、偏析、白點等),在熱處理應力作用下,以這些缺陷為裂紋的起點,緩慢擴張直到最后突然斷裂。另外在軋輥的橫斷實例中,往往在斷裂面上不能看出明顯的斷裂起點,這像刀切的一樣,這是較脆的材料在熱應力作用下引起斷裂的特征。

       鍛件來說,打中心孔并對表面和中心一起冷卻,可使拉應力的峰值移向中間層,數值也可大大降低,所以,這是防止橫斷的有效方法之一。然而打中心孔時往往會使冶金缺陷暴露到中心孔表面,亦有其不利之處。