PDF《常见的十种淬火裂纹分析与预防》

8 倍;

(2)钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性,由于不同组织比容差,造成巨 大组织应力,导致组织交界处形成弧状裂纹;

(3)淬火后未及时回火,或回火不充分,钢中残余奥氏体未充分转变,保留在使 用状态中,促使应力重新分布, 或模具服役时残余奥氏体发生马氏体相变产生新 的内应力,当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹;

(4)具有第二类回火脆性钢,淬火后高温回火缓冷,导致钢中 P、S 等有害杂质化 合物沿晶界析出,大大降低晶界结合力和强韧性,增加脆性,服役时在外力作用 下形成弧状裂纹. 预防措施: (1)改进设计,尽量使形状对称,减少形状突变,增加工艺孔与加强筋,或采用 组合装配;

(2)圆角代直角及尖角锐边,贯穿孔代盲孔,提高加工精度和表面光洁度,减少 应力集中源,对于无法避免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高,可用 铁丝、石棉绳、耐火泥等进行包扎或填塞,人为造成冷却屏障,使之缓慢冷却淬 火,避免应力集中,防止淬火时弧状裂纹形成;

(3)淬火钢应及时回火,消除部分淬火内应力,防止淬火应力扩展;

(4)较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值: (5)充分回火,得到稳定组织性能;

(6)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;

(7)合理回火,提高钢件疲劳抗力和综合机械力学性能;

(8)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类 回火脆性,防止和避免淬火时弧状裂纹形状.

4、剥离裂纹 模具服役时在应力作用下,淬火硬化层一块块从钢基体中剥离.因模具表层 组织和心部组织比容不同,淬火时表层形成轴向、切向淬火应力,径向产生拉应 力,并向内部突变,在应力急剧变化范围较窄处产生剥离裂纹,常发生于经表层 化学热处理模具冷却过程中, 因表层化学改性与钢基体相变不同时性引起内外层 淬火马氏体膨胀不同时进行,产生大的相变应力,导致化学处理渗层从基体组织 中剥离.如火焰表面淬硬层、高频表面淬硬层、渗碳层、碳氮共渗层、渗氮层、 渗硼层、渗金属层等.化学渗层淬火后不宜快速回火,尤其是 300℃以下低温回 火快速加热,会促使表层形成拉应力,而钢基体心部及过渡层形成压缩应力, 当 拉应力大于压缩应力时,导致化学渗层被拉裂剥离. 预防措施: (1)应使模具钢化学渗层浓度与硬度由表至内平缓降低, 增强渗层与基体结合力, 渗后进行扩散处理能使化学渗层与基体过渡均匀;

(2)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组 织,能有效防止和避免剥离裂纹产生,确保产品质量.

5、网状裂纹 裂纹深度较浅,一般深约 0.01~1.5mm,呈辐射状,别名龟裂.原因主要有: (1)原材料有较深脱碳层,冷却削加工未去除,或成品模具在氧化气氛炉中加热 造成氧化脱碳;

(2)模具脱碳表层金属组织与钢基体马氏体含碳量不同,比容不同,钢脱碳表层 淬火时产生大的拉应力,因此,表层金属往往沿晶界被拉裂成网状;

金属加工微 信内容不错,值得关注. (3)原材料是粗晶粒钢,原始组织粗大,存在大块状铁素体,常规淬火无法消除, 保留在淬火组织中,或控温不准,仪表失灵,发生组织过热,甚至过烧,晶粒粗 化,失去晶界结合力,模具淬火冷却时钢的碳化物沿奥氏体晶界析出,晶界强度 大大降低,韧性差,脆性大,在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开. 预防措施: (1)严格原材料化学成分、金相组织和探伤检查,不合格原材料和粗晶粒钢不宜 作模具材料;