淬火裂紋:橫向裂紋(弧形裂紋)
橫向裂紋的斷口分析表明,斷口與工件軸線垂直,斷裂的產(chǎn)生不是源于表面,而是在內(nèi)部。裂紋在內(nèi)部產(chǎn)生,以放射狀向周圍擴展。
橫向裂紋多在以下情況發(fā)生:
1)較大的工件未淬透時,在工件的淬硬區(qū)與非淬硬區(qū)之間過渡處有一個最大軸向拉應力,從而引起橫向裂紋。橫向裂紋垂直于軸。而且從內(nèi)部產(chǎn)生。在應力發(fā)生變化時,或鋼的斷裂強度減低時,裂紋才擴展到表面。
2)在表面淬火時硬化區(qū)和非硬化區(qū)之間存在著較大切向或軸向拉力,而形成過渡區(qū)裂紋,這種裂紋由過渡區(qū)向表面擴展而呈表面弧形裂紋。
3)工件有凹槽、棱角、截面突變處時常發(fā)生弧形裂紋。
4)淬火工件有軟點時,軟點周圍也存在一個過渡區(qū),該處存在著很大的拉應力,從而引起弧形裂紋。
5)帶槽、中心孔或銷孔的零件淬火時,這些部位冷卻較慢,相應的淬硬層較薄,故在過渡區(qū)由于拉應力作用易形成弧形裂紋。
鋼件的橫向淬火裂紋的形成傾向同以下因素有關:
(1)鋼的成分 高碳鋼與低碳鋼相比,在有相同大小的未硬化心部時,高碳鋼件具有更大的軸向拉應力,因而更易引起橫向裂紋。
(2)硬化層分布 由于鋼的淬透性,工件的截面大小,淬火加熱溫度等因素,可以影響工件硬化區(qū)和非硬化區(qū)的比例。非硬化區(qū)越小,軸向拉應力的峰值越高,越易發(fā)生橫向裂紋。
(3)直徑 鋼件在未全部淬透情況下,隨著直徑的增大,中心拉應力變大,且軸向應力比切向應力更大,故易于開裂。
(4)冶金質(zhì)量 對于淬不透的大型工件,若鋼件內(nèi)部有冶金缺陷,如白點、夾雜、疏松、縮孔殘余等,則首先從缺陷處產(chǎn)生內(nèi)部橫向裂紋。
(5)形狀 空心圓柱體,當內(nèi)孔小時,內(nèi)表面冷卻不良,產(chǎn)生拉應力,易開裂。如石油打撈公錐,內(nèi)孔小而性長,曾產(chǎn)生過成批內(nèi)孔開裂的質(zhì)量事故。
由于工件形狀各式各樣,以及熱處理工藝因的影響,使內(nèi)應力和材料的脆斷抗力的變化復雜化,因而橫向裂紋和縱向裂紋可同時出現(xiàn)在同一個工件上。






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