大型筒體類鍛件淬火裂紋

在造成大型筒體類鍛件裂紋的因素中，由淬火引起的裂紋占鍛件的大部分。淬火裂紋主要發(fā)生在淬火和冷卻的后期。此時，馬氏體轉(zhuǎn)變基本結(jié)束。由于鍛件中較大的拉伸應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力高于材料的拉伸強度時，就會出現(xiàn)裂紋。大型筒體類鍛件淬火后一旦出現(xiàn)淬火裂紋，就會報廢產(chǎn)品。

淬火裂紋的主要原因不僅在于淬火過程當(dāng)中較大的淬火應(yīng)力，還在于非金屬夾雜物，碳化物偏析，不合理的工件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及鍛件中不適當(dāng)?shù)拇慊疬^程系統(tǒng)的存在。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常根據(jù)淬火裂紋的特色判斷淬火裂紋的原因，并采取措施避免其再次發(fā)生。淬火裂紋形成的原因和情況不同，在大型筒體類鍛件中的分布形式也不同。

1.縱向裂縫及其影響因素

縱向裂紋也稱為軸向裂紋。這種裂紋的特征是，它們從鍛件表層到中心沿軸向分布。它主要在大型筒體類鍛件完全硬化時發(fā)生。

縱向裂紋是由淬火過程當(dāng)中過大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力引起的，這使得切向拉伸應(yīng)力大于當(dāng)時材料的斷裂強度。

2.橫向裂紋（弧形裂紋）及其影響因素

橫向裂紋的特征是垂直于軸線的方向，是由熱應(yīng)力引起的從內(nèi)部到外部的裂紋，通常沒有硬化而形成。橫向裂紋經(jīng)常出現(xiàn)在大型筒體類鍛件上，例如軋輥，汽輪機轉(zhuǎn)子等，并且經(jīng)常以弧形分布在鍛件形狀突然變化的位置。橫向裂紋主要在鍛件內(nèi)部或在鋒利的邊緣和空洞附近產(chǎn)生，容易引起應(yīng)力集中。

3.網(wǎng)狀裂紋

網(wǎng)狀裂紋是一種表層裂紋，其深度相對較淺，一般在0.01-1.5mm左右。裂紋方向可以是任何方向，與大型筒體類鍛件的形狀無關(guān)。許多裂縫相互連接以形成具有大裂縫面積的網(wǎng)絡(luò)。表層進行脫碳處理的高碳鋼的淬火，機械加工中脫碳層未完全去除的表層淬火等非常容易形成網(wǎng)狀裂紋。但是，脫碳層不一定會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。當(dāng)大型筒體類鍛件表層層完全脫碳時，淬火后的表層層為鐵素體，易于變形并可以緩解應(yīng)力，不適合形成網(wǎng)狀裂紋。