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模具钢材DC53、S136等的淬火裂纹-网状裂纹和剥离裂纹

模具钢材DC53、S136等的淬火裂纹-网状裂纹和剥离裂纹

模具钢材DC53、S136等的网状裂纹
网状裂纹是一种表面裂纹,其深度较浅,一般在0.01~1.5mm左右。裂纹走向具有任意方向性,与工件的外形无关,许多裂纹相互联接构成网状。裂纹分布面积较大。当裂纹变深时,网状逐渐消失;当达到1mm以上时,就变成任意走向的或纵向分布的少数条纹了。

网状裂纹的形成与工件表层受二向拉力有关。当工件表层具有二向拉力且较大,表层又较脆,断裂强度低时,容易形成这类裂纹。

表面脱碳的高碳钢工件淬火后极易形成网状裂纹。这是因为表面脱碳层淬火后,内层马氏体含碳量比表层高,这样表层形成的马氏体与内部的马氏体体积差大,使表面造成很大的多向拉应力。高碳钢圆柱体淬火后,在脱碳层中形成了特殊的应力分布,特别是油淬后值很大。因此在某些合金钢中,脱碳油淬火后便可能形成这种网状裂纹。一些在某些机械加工中未完全除去脱碳层的工件,在高频淬火或火焰淬火时也会形成网状裂纹。在生产实际中发现,40CrMnMo锻件毛坯,因加工余量较小,粗加工后,仍留有黑皮,淬火后在原黑皮处(即脱碳层)常发现网状裂纹。

但是,并非脱碳层一定产生网状裂纹。当表层完全脱碳时,淬火后表层为铁素体塑性好,易变形,可使应力松驰,则不易形成网状裂纹。

模具钢材DC53S136等的剥离裂纹
剥离裂纹的特征是淬火后裂纹发生在工件次表层,裂纹与工件表面平行。这种裂纹多发生在表面淬火,或表面渗碳、碳氮共渗、渗氮和渗硼等化学热处理的工件中,裂纹的位置多在硬化层和心部交界处。即多发生在过渡区中。

剥离裂纹产生于工件的次表层很薄的区域。在这个区域,作用着两向压应力和径向拉应力。这类应力与硬化层或者硬化层与心部过渡区的组织不均匀性有关。例如合金渗碳钢工件,以一定速度淬火冷却后,渗碳层组织为马氏体、碳化物、以及残余奥氏体,过渡区为贝氏体加马氏体,或者托氏体,心部为铁素体加珠光体。由于马氏体比体积大,在相变时产生体积膨胀,从而受到内部的牵制,www.hongchao-dg.cn使表层马氏体区呈受压状态,在轴向和切向均受着压应力,在接近马氏体区的极薄层中具有径向拉应力。剥离裂纹也就产生在应力急剧变化的平行于表面的次表层,裂纹严重扩展时造成表层剥落如果加快渗碳件的冷却速度,使渗碳件获得均匀一致的马氏体组织,或者减慢冷却速度,使其获得均匀一致的托氏体组织(或珠光体加铁素体),则可以防止剥离裂纹的产生。

在高频淬火、火焰淬火或其他表面淬火时,工件表层过热,沿硬化层组织不均匀也容易形成剥离裂纹。

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