PDF《大型工件热处理过程中的内裂及其预防》

三、大型工件热应力型内裂的预防 从上面的讨论可以看出,热应力型内裂产生的主要原因是工件淬火时的残余应力,材料 中的缺陷是引起开裂的辅助原因. 为了预防内裂及断裂的发生, 主要应从降低心部拉应力和 提高材料破断抗力两方面加以考虑. 1. 适当降低淬火温度,可以减小热应力,对防止内裂有利.因为淬火温度越高,热应 力越大,同时,加热温度过高也会使奥氏体晶粒粗化,使材料强度变低.工件出炉后淬火前 适当预冷,也对减小热应力预防内裂有利. 2. 淬火时,注意工件的均匀冷却. 3. 及时回火是预防内裂的有效措施.淬火后不及时回火将导致残余应力加剧,并且随 着时间的延长,表层的残留奥氏体继续分解,进一步加剧了内部的拉应力.因此,大锻件, 特别是合金钢大锻件,淬火后必须及时回火. 4. 控制加热升温速度十分重要,快速加热会导致内外温差加剧,热应力增大.特别是 含碳与合金元素高的大型锻件,低温阶段的升温速度要严加控制.一般说来,大锻件在低温 阶段的升温速度要控制在 30~70 ℃/h[4] .回火加热时,因工件有很大的残余应力,升温时 更要注意. 5. 减少材料中的缺陷,提高材料本身的强度对防止淬裂也很重要.为了提高材料本身 的强度,对于晶粒粗大的工件,可先进行一次正火,以便细化晶粒,提高强度. 6. 带有内孔的大型工件淬火时,内孔同时冷却对防止淬裂有利.我们在调质热处理 ?640*1100mm(带有 ?380mm 盲孔)40Cr 钢叉头时,由于吊装时盲孔朝下,盲孔内壁得 不到充分冷却,致使

4 个工件全部在盲孔底部产生裂纹.后来改用盲孔朝上吊装,孔内冷却 条件改善,以后处理的

6 件全部合格. 我们在处理?750*4300mm40Cr钢主减速机大轴 时,由于采取了减小热处理应力的措施,取得了满意 的效果.该件重

10 吨,在热处理前的超声波探伤中发 现较严重的多处缺陷反射波.2.5MC探伤,发现工件 晶粒粗大;

1.25MC探伤时缺陷对底波影响很大,并且 伴有心部及心部附近的缺陷波, 缺陷有一定的方向性, 判定为锻造时被打扁的外来夹渣缺陷.鉴于我们在热 处理大锻件时曾出现过多次内裂与断裂, 该件心部又有较严重的缺陷, 对工艺作了认真地讨 论并采取了措施.考虑到该件晶粒粗大,在安排调质处理以前先进行一次正火,细化晶粒, 减少锻件的不均匀性,以提高材料强度.在装炉温度和升温速度上都做了严格的限制,并在 到达淬火温度以前的

450 ℃、650 ℃做了两次等温,淬火前降至

820 ℃进行等温,出炉后又 有45 分钟的预冷(图13) ,淬火后 3.5 h及时进行回火,从而防止了淬火开裂. 参考文献[1] 吉田亨等著,张克俭译: 《预防热处理废品的措施》 ,机械工业出版社 [2] 浙江大学新........