模具钢材淬火裂纹-马氏体的显微裂纹

淬火是将钢或合金加热到一定温度，保持适当的时间获得相应的高温相，然后快速冷却以获得远离平衡状态不稳定组织的处理工艺的总称。淬火是使钢铁或合金获得强化的主要工艺。钢铁件淬火主要是为获得马氏体组织，以便在适当温度的回火后达到需要的性能；合金淬火则是为了获得单一均匀固溶体，为下道工序的时效强化或形变加工作好准备。由于淬火显微裂纹的存在对钢铁和合金的性能影响很大，对淬火宏观裂纹也有重要影响。因此，分析研究淬火钢和合金的显微开裂，对于评定和调整热处理工艺，改善材料的力学性能有着重要的意义。
例：淬火钢中马氏体内的显微裂纹。ωc=0.46%的碳钢经1000℃淬火的GCr15轴承钢显微裂纹长约2～12μm。
马氏体显微裂纹的产生是由于片状马氏体在高速长大时，相互撞击的结果；也可能是由于马氏体和奥氏体晶界或其他杂质相碰所造成的。因为撞击时产生很高的应力，而片状马氏体比较脆，不能产生塑性变形使其应力松驰，因而便易产生显微裂纹。

显微裂纹形成的敏感度（Sv）通常用单位马氏体体积内出现显微裂纹的面积来衡量。实验证明：影响马氏体显微裂纹敏感度的主要因素是：

⒈马氏体的形态
显微裂纹仅见于片状孪晶马氏体中，在条状位错马氏体中未曾发现。这可能是因为条状马氏体相互平行生长，撞击的机会少的缘故，即使撞击，由于它本身塑性较好，也不会产生显微裂纹。

⒉淬火介质的温度
实验表明显微裂纹形成敏感度Sv随淬火介质的温度降低而增加。

⒊化学成分
化学成分主要是通过改变马氏体转变点（Ms）的位置来影响显微裂纹倾向的。一般来说Ms点越低，马氏体的孪晶倾向越大，越容易出现显微裂纹。马氏体中固溶碳量越高，Ms越低，马氏体的脆性越大，越容易形成显微裂纹。合金元素对显微裂纹的影响较小。

⒋奥氏体的晶粒大小
试验发现，显微裂纹的形成敏感度随马氏体片长度增加而升高。
马氏体片越长，撞击能量越高，显微裂纹密度越大。另一方面，较长的马氏体片遭受其他马氏体碰撞和冲击的机会也越多，因此微裂纹也较多。理论研究和试验发现，当马氏体长度增加时，马氏体片越长，撞击能量越高，撞击应力越大，显微纹的数目和长度增加。由于马氏体转变初期形成马氏体片将横贯奥氏体晶粒，其长度将与奥氏体直径相适应。因此显微裂纹的敏感也随奥氏体晶粒度的增大而升高。

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