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圆刀片淬火裂纹分析及防止措施

  圆刀片的热处理流程为,粗车后先 940℃低温调质,调质后精车,精车后 1040℃高温淬火。有 3 片刀片在 940℃低温调质后发生开裂,而在 1040℃淬火后,发生了较多数量的开裂。,裂纹较粗较明显,大部分裂纹均沿着厂标位置开裂。淬火后裂纹形式与位置与调质后的裂纹形式与位置相似。
  在裂纹处线切割取样进行低、高倍金相组织分析。该低倍试片经1:1 工业盐酸热蚀后观察,试面上存在多条沿圆弧方向分布的裂纹,局部视场存在粗晶现象,按 GB/T1979-2001 标准中的评级图三评定其一般疏松级别为 1.5 级。
  在该低倍试片上切割试块做金相分析。经磨制、抛光后观察,按GB/T10561-2005 标准评定其夹杂物级别为 A0.5,B0.5;裂纹长短不等,粗细不一,基本呈沿晶分布,部分视场裂纹内存在氧化物。经浸蚀后观察,裂纹两侧组织与其它部位一致,组织存在偏析现象。
  淬火裂纹的实质是:钢件在进行淬火时,在冷却的过程中同时产生了热应力和组织应力。由于温度的降低使零件内部产生了热应力,由于奥氏体向马氏体的转变使内部产生了组织应力,组织应力使钢件表面淬火时产生拉应力,钢件表面在拉应力的作用下,有开裂的危险。淬火裂纹是在组织应力和热应力作用下的脆性断裂。
(1)组织存在偏析,偏析造成各区域化学成分不同,Ms 点不同,发生马氏体转变的时间先后不一,从而造成较大内应力,容易增加淬火开裂的风险。
(2)刀片存在过热组织,过热组织的产生有两方面原因。一是可能源于锻造组织不佳,造成淬火组织遗传粗大,偏析也会导致各区域化学成分不同,Ms点不同,从而导致淬火组织有局部区域过热现象。二是可能在热处理过程中产生的,过热组织导致淬火时部分奥氏体晶粒粗大,在回火后形成粗针马氏体。
(3)因为大部分裂纹沿厂标位置开裂,考虑厂标位置是直角刻印,棱角没有打磨光滑,造成应力集中,容易导致开裂。

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