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发表于 2009-8-9 15:10:47
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来自： 中国江西九江
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1 前言 图1 17Cr2Ni2MoA钢锻件热处理工艺 有效硬化层深度1.8～2.0mm,按JBöZQ4038-1988要求碳化物≤2级,
' r' W( o; J7 T9 m M+A残≤3级,心部铁素体≤3级,并有心部力学性能要求: B% A# o6 C" Z, Q+ e8 \ ~
2.2 淬火裂纹形貌
: P2 C9 `; V, a# U0 F+ s 厚10mm薄壁件试样经渗碳淬回火后,发现有中心裂纹,其宏观和金相形貌如图2所示。由图2可知,中心裂纹是在无渗层的中心处,垂直于厚度方向,沿网状铁素体的地方,呈沿晶断裂。/ y5 `% b- t8 ?
http://www.china-metallography.com/china-met03/05-surface/51/51-images/surface005-02.jpg o0 j% u! m$ m Y. @
a 裂纹宏观形貌 b 裂纹金相形貌 400×# _& p, n/ X6 W5 _& p% l- `7 G
图2 中心裂纹的宏观和金相形貌 3 裂纹产生的原因及防止措施
5 u2 X. g2 C+ j1 {, o" i 产生淬火裂纹的试件(锻件供货状态)的金相分析表明,金相组织中存在着严重半网状或网状的铁素体(见图3a),这种网状铁素体虽然经930℃渗碳空冷(相当于正火)和淬火(800～830℃)有所改善,但仍然有残留的网状结构(见图2b)。无淬火裂纹的正常的试件的原始组织中(锻件供货状态)就没有大块网状碳化物(见图4a),经淬回火后组织均匀为低碳回火马氏体(见图4b)。有淬火裂纹的试样(图3a),经重新正火后,消除了网状铁素体(图3b),再进行渗碳淬火回火就不再产生淬火裂纹。
( h, |+ A I8 Y! g http://www.china-metallography.com/china-met03/05-surface/51/51-images/surface005-03.jpg' a% t; d+ T) @$ Y
a 供货状态(有淬火裂纹) b 图3a的试件经重新正火930℃ 5 V/ k" b- ?! l1 F* S( a
不正常组织 100× 回火640℃ 400× # C$ m q( Z: G7 r! f. g; J% ?+ A, E
图3 产生裂纹的供货状态和重新正火的金相组织 a 供货的正常组织(无淬火裂纹)100× b 图4a的淬回火心部组织100× 图4 无淬火裂纹供货的状态正常组织及其淬回火组织 众所周知,在渗碳层和中心转变成马氏体后,要产生热应力和组织应力,在渗碳层中产生较大的压应力,而在中心部位则产生较大的拉应力,当拉应力超过材料本身的强度时,就在薄弱环节处,即强度较低的铁素体处产生断裂(裂纹)。产生淬火裂纹的试件,渗碳前的正火回火处理得不够充分(见图3a),淬火后也保留了网状铁素体的特征(见图2b),因此在较大的拉应力作用下就产生了如图2所示的中心裂纹。尤其对这样小的试件(或薄件),油冷淬火的冷却速度较大,产生的热应力和组织应力也较大,心部产生极大的拉应力,这样就加剧了产生裂纹的可能性。8 `" c! n$ E) H( C# i+ x7 w8 D, ]
4 结论
" _* j8 o% J; S4 _) d 薄壁17Cr2Ni2MoA钢制大锻件由于原材料存在大块状网状铁素体,经渗碳淬回火后可能会产生淬火裂纹,因此必须对17Cr2Ni2MoA钢(供货状态)进行充分的正回火,才能保证组织中不会存在大块网状铁素体,避免产生淬火裂纹。
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发表于 2008-12-12 08:10:30
