A. 45鋼鍛件火焰切割時為什麼容易開裂
45#鋼雖然淬透性較差,抄但該材料在14MM內還是有具有較好的淬硬性,火焰切割造成局部溫度很高,遠超過45#鋼的淬火溫度850攝氏度,由於鋼材的未加熱部分溫度接近常溫20攝氏度,鋼材的強烈的溫差導致強烈熱傳導。從而造成局部淬火,但此時材料未裂,再隨後的迅速降溫過程中,再加上組織變化及熱脹冷縮的形狀變化導致材料開裂。
方法:1、更換易焊接的材料。
2、切割前預熱,割後保溫緩冷。
3、選用塑性更好的焊材。
4、請個好焊工一切都能搞定,45#鋼不是什麼特殊材料。
B. 我公司最近買了D2鋼材淬火好後去線割加工中就爆裂,請各位高手是鋼材問題還是淬火出問題了,拜託.....
線切割屬於電火花加工,加工時會使鋼鐵材料產生類似淬火的現象,會產內生很高的熱應力和容組織應力,而且能量很集中,加上D2經過淬火後本身就會有脆裂傾向,這樣在線切割時就會造成開裂,這很常見,尤其是在碳素工具鋼上經常發生.
我的建議是更換成合金工具鋼,適當降低硬度要求,採取其它加工手段.或調整工藝路線,將線切割工序提前,然後再熱處理.當然這取決於零件的要求.
C. 62號鋼淬火後斷裂怎麼焊接
1、62號鋼本身已經是抄高碳鋼了,又結構淬火焊接有一定難度。
2、可以採用60-70級的焊條焊接但硬度和強度焊接區域是不可能達到淬火的硬度的。
3、焊接前一定要預熱一般預熱不要超過回火溫度,一般淬火的回火溫度在200-280度。
4、你的預熱溫度可以在200度左右應該沒問題,焊後一定要進行保溫處理要不然焊縫會裂開的。
D. 鋼材在熱處理中發生脆化的主要原因及如何解決
鋼材在熱處理中發生脆化的主要原因:過燒使組織粗大,合金元素從組織中析出形專成脆性組屬織,如是淬火,除以上因素外,淬火冷卻過快,形成大量脆性針狀馬氏體,內部應力過大形成微觀裂痕。解決辦法:防止過熱過時加熱,淬火時控制淬火時的冷卻速度,或用分級,等溫等淬火工藝。
E. 模具鋼熱處理出現淬裂的原因及預防措施有哪些
常見原因:
1、脫碳,一般由空氣爐無保護加熱、機加餘量小,鍛造或預備熱處理殘留脫碳層等因素造成。
2、冷卻不當也是造成模具鋼材熱處理出現淬裂常見原因,它主要是冷卻劑選擇不當或過冷造成的。
3、過熱或過燒,這類情況的出現一般是因為爐溫不均、控溫不準或跑溫、工藝設置溫度過高等因素造成的。
4、模具鋼材組織不良,這主要是因為碳化物偏析嚴重,鍛造質量差或者是預備熱處理方法不當等原因導致的。
預防措施:
1、防止模具鋼材熱處理時出現過熱。主要包括有檢修、校對控溫系統,修正工藝溫度,在工件與爐底板間加墊鐵等。
2、為了解決冷卻不當的問題,應當掌握淬火介質冷卻特性或回火處理。
3、為防止模具鋼材出現脫碳,可通過控制氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐採用裝箱保護或使用防氧化塗料等措施。
4、當模具鋼材組織不良的情況是地,必須採用正確的鍛造工藝和合理的預備熱處理制度。
F. 模具萃火後氮化出現裂紋是怎麼回事
這個問題分析要一步步來,首先你的什麼模具鋼,因為模具鋼的種類很多,其次每次加工後是否有去應力,最後還有可能是模具鋼內部因加工後面造成應力不平衡而出現裂紋.
模具鋼淬火十種裂紋分析與措施
1、縱向裂紋
裂紋呈軸向,形狀細而長。當模具完全淬透即無心淬火時,心部轉變為比容最大的淬火馬氏體,產生切向拉應力,模具鋼的含碳量愈高,產生的切向拉應力愈大,當拉應力大於該鋼強度極限時導致縱向裂紋形成。以下因素又加劇了縱向裂紋的產生:
(1)鋼中含有較多S、P、***、Bi、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質,鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分布,易產生應力集中形成縱向淬火裂紋,或原材料軋制後快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產品中導致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋;
(2)模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(碳工具鋼淬裂危險尺寸為8-15mm,中低合金鋼危險尺寸為25-40mm)或選擇的淬火冷卻介質大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。
預防措施: (1)嚴格原材料入庫檢查,對有害雜質含量超標鋼材不投產; (2)盡量選用真空冶煉,爐外精煉或電渣重熔模具鋼材;
(3)改進熱處理工藝,採用真空加熱、保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火;
(4)變無心淬火為有心淬火即不完全淬透,獲得強韌性高的下貝氏體組織等措施,大幅度降低拉應力,能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。
2、橫向裂紋
裂紋特徵是垂直於軸向。未淬透模具,在淬硬區與未淬硬區過渡部分存在大的拉應力峰值,大型模具快速冷卻時易形成大的拉應力峰值,因形成的軸向應力大於切向應力,導致產生橫向裂紋。鍛造模塊中S、P.***,Bi,Pb,Sn,As等低熔點有害雜質的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋,淬火後經擴展形成橫向裂紋。
預防措施:
(1)模塊應合理鍛造,原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2—3之間,鍛造採用雙十字形變向鍛造,經五鐓五拔多火鍛造,使鋼中碳化物和雜質呈細、小,勻分布於鋼基體,鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布,大幅度提高模塊橫向力學性能,減少和消除應力源;
(2)選擇理想的冷卻速度和冷卻介質:在鋼的Ms點以上快冷,大於該鋼臨界淬火冷卻速度,鋼中過冷奧氏體產生的應力為熱應力,表層為壓應力,內層為張應力,相互抵消,有效防止熱應力裂紋形成,在鋼的Ms—Mf之間緩冷,大幅度降低形成淬火馬氏體時的組織應力。當鋼中熱應力與相應應力總和為正(張應力)時,則易淬裂,為負時,則不易淬裂。充分利用熱應力,降低相變應力,控制應力總和為負,能有效避免橫向淬火裂紋發生。CL-1有機淬火介質是較理想淬火劑,同時可減少和避免淬火模具畸變,還可控制硬化層合理分布。調正CL-1
淬火劑不同濃度配比,可得到不同冷卻速度,獲得所需硬化層分布,滿足不同模具鋼需求。
3、弧狀裂紋
常發生在模具稜角角、缺口、孔穴、 凹模接線飛邊等形狀突變處。這是因為,淬火時稜角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍。另外,
(1)鋼中含碳(C)量和合金元素含量愈高,鋼Ms點愈低,Ms點降低2℃,則淬裂傾向增加1.2倍,Ms點降低8℃,淬裂傾向則增加8倍;
(2)鋼中不同組織轉變和相同組織轉變不同時性,由於不同組織比容差,造成巨大組織應力,導致組織交界處形成弧狀裂紋;
(3)淬火後未及時回火,或回火不充分,鋼中殘余奧氏體未充分轉變,保留在使用狀態中,促進應力重新分布,或模具服役時殘余奧氏體發生馬氏體相變產生新的內應力,當綜合應力大於該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋;
(4)具有第二類回火脆性鋼,淬火後高溫回火緩冷,導致鋼中P,s等有害雜質化合物沿晶界析出,大大降低晶界結合力和強韌性,增加脆性,服役時在外力作用下形成弧狀裂紋。
預防措施: (1)改進設計,盡量使形狀對稱,減少形狀突變,增加工藝孔與加強筋, 或採用組合裝配;
(2)圓角代直角及尖角銳邊,貫穿孔代盲孔,提高加工精度和表面光潔度,減少應力集中源,對於無法避免直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高,可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進行包紮或填塞,人為造成冷卻屏障,使之緩慢冷卻淬火,避免應力集中,防止淬火時弧狀裂紋形成;(3)淬火鋼應及時回火,消除部分淬火內應力,防止淬火應力擴展;
(4)較長時間回火,提高模具抗斷裂韌性值; (5)充分回火,得到穩定組織性能;多次回火使殘余奧氏體轉變充分和消除新的應力;
(7)合理回火,提高鋼件疲勞抗力和綜合機械力學性能;
對於有第二類回火脆性模具鋼高溫回火後應快冷(水冷或油冷),可消除二類回火脆性,防止和避免淬火時弧狀裂紋形成。
4、剝離裂紋
模具服役時在應力作用下,淬火硬化層一塊塊從鋼基體中剝離。因模具表層組織和心部組織比容不同,淬火時表層形成軸向、切向淬火應力,徑向產生拉應力,並向內部突變,在應力急劇變化范圍較窄處產生剝離裂紋,常發生於經表層化學熱處理模具冷卻過程中,因表層化學改性與鋼基體相變不同時性引起內外層淬火馬氏體膨脹不同時進行,產生大的相變應力,導致化學處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層、滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學滲層淬火後不宜快速回火,尤其是300~C以下低溫回火快速加熱,會促使表層形成拉應力,而鋼基體心部及過渡層形成壓縮應力,當拉應力大於壓縮應力時,導致化學滲層被拉裂剝離。
預防措施:
(1)應使模具鋼化學滲層濃度與硬度由表至內平緩降低,增強滲層與基體結合力,滲後進行擴散處理能使化學滲層與基體過渡均勻;(2)模具鋼化學處理之前進行擴散退火、球化退火、調質處理,充分細化原始組織,能有效防止和避免剝離裂紋產生,確保產品質量。
5、網狀裂紋
裂紋深度較淺,一般深約0.01-1.5mm,呈輻射狀,別名龜裂。原因主要有:
(1)原材料有較深脫碳層,冷切削加工未去除,或成品模具在氧化氣氛爐中加熱造成氧化脫碳;
(2)模具脫碳表層金屬組織與鋼基體馬氏體含碳量不同,比容不同,鋼脫碳表層淬火時產生大的拉應力,因此,表層金屬往往沿晶界被拉裂成網狀;
(3)原材料是粗晶粒鋼,原始組織粗大,存在大塊狀鐵素體,常規淬火無法消除,保留在淬火組織中,或控溫不準,儀表失靈,發生組織過熱,甚至過燒,晶粒粗化,失去晶界結合力,模具淬火冷卻時鋼的碳化物沿奧氏體晶界析出,晶界強度大大降低,韌性差,脆性大,在拉應力作用下沿晶界呈網狀裂開。
預防措施: (1)嚴格原材料化學成分.金相組織和探傷檢查,不合格原材料和粗晶粒鋼不宜作模具材料;
(2)選用細晶粒鋼、真空電爐鋼,投產前復查原材料脫碳層深度,冷切削加工餘量必須大於脫碳層深度;
(3)制訂先進合理熱處理工藝,選用微機控溫儀表,控制精度達到±1.5℃,定時現場校驗儀表;
(4)模具產品最終處理選用真空電爐、保護氣氛爐和經充分脫氧鹽浴爐加熱模具產品等措施,有效防止和避免網狀裂紋形成。
6、冷處理裂紋
模具鋼多為中,高碳合金鋼,淬火後還有部分過冷奧氏體未轉變成馬氏體,保留在使用狀態中成為殘余奧氏體,影響使用性能。若置於零度以下繼續冷卻,能促使殘余奧氏體發生馬氏體轉變,因此,冷處理的實質是淬火繼續。室溫下淬火應力和零度下淬火應力疊加,當疊回應力超過該材料強度極限時便形成冷處理裂紋。
預防措施:
(1)淬火後冷處理之前將模具置於沸水中煮30—60min,可消除15%-25%淬火內應力並使殘余奧氏體穩定化,再進行-60℃常規冷處理,或進行-120℃深冷處理,溫度愈低,殘余奧氏體轉變成馬氏體量愈多,但不可能全部轉變完,實驗表明,約有2%-5%殘余奧氏體保留下來,按需要保留少量殘余奧氏體可松馳應力,起緩沖作用,因殘余奧氏體又軟又韌,能部分吸收馬氏體化急劇膨脹能量,緩和相變應力;
(2)冷處理完畢後取出模具投入熱水中升溫,可消除40%-60%冷處理應力,升溫至室溫後應及時回火,冷處理應力進一步消除,避免冷處理裂紋形成,獲得穩定組織性能,確保模具產品存放和使用中不發生畸變。
7、磨削裂紋
常發生在模具成品淬火、回火後磨削冷加工過程中,多數形成的微細裂紋與磨削方向垂直,深約0.05—1.0mm。
(1)原材料預處理不當,未能充分消除原材料塊狀、網狀、帶狀碳化物和發生嚴重脫碳;
(2)最終淬火加熱溫度過高,發生過熱,晶粒粗大,生成較多殘余奧氏體;
(3)在磨削時發生應力誘發相變,使殘余奧氏體轉變為馬氏體,組織應力大,加上因回火不充分,留有較多殘余拉應力,與磨削組織應力疊加,或因磨削速度、進刀量大及冷卻不當,導致金屬表層磨削熱急劇升溫至淬火加熱溫度,隨之磨削液冷卻,造成磨削表層二次淬火,多種應力綜合,超過該材料強度極限,便引起表層金屬磨削裂紋。
預防措施:
(1)對原材料進行改鍛,多次雙十字形變向鐓拔鍛造,經四鐓四拔,使鍛造纖維組織圍繞型腔或軸線呈波浪形對稱分布,並利用最後一火高溫余熱進行淬火,接著高溫回火,能充分消除塊狀、網狀、帶狀和鏈狀碳化物,使碳化物細化至2-3級;
(2)制訂先進的熱處理工藝,控制最終淬火殘余奧氏體含量不超標; (3)淬火後及時進行回火、消除淬火應力;
(4)適當降低磨削速度、磨削量,磨削冷卻速度,能有效防止和避免磨削裂紋形成。
8、線切割裂紋
該裂紋出現在經過淬火、回火的模塊在線切割加工過程中,此過程改變了金屬表層、中間層和心部應力場分布狀態,淬火殘余內應力失去平衡變形,某一區域出現大的拉應力,此拉應力大幹該模具材料強度極限時導致炸裂,裂紋是弧尾狀剛勁變質層裂紋。實驗表明,線切割過程是局部高溫放電和迅速冷卻過程,使金屬表層形成樹枝狀鑄態組織凝固層,產生600-900MPa拉應力和厚約0.03mm的高應力二次淬火白亮層。裂紋產生原因:
(1)原材料存在嚴重的碳化物偏析; (2)儀表失靈,淬火加熱溫度過高,晶粒粗大,降低材料強韌性,增加脆性;
(3)淬火工件未及時回火和回火不充分,存在過大的殘余內應力和線切割過程中形成的新內應力疊加導致線切割裂紋。
預防措施:
(1)嚴格原材料入庫前檢查,確保原材料組織成分合格,對不合格原材料必須進行改鍛,擊碎碳化物,使化學成分、金相組織等達到技術條件後方可投產。模塊熱處理前加工成品需留足一定磨量後淬火.回火、線切割;
(2)入爐前校驗儀表,選用微機控溫,控溫精度±1.5℃,真空爐、保護氣氛爐加熱,嚴防過熱和氧化脫碳;(3)採用分級淬火、等溫淬火和淬火後及時回火,多次回火,充分消除內應力,為線切割創造條件;
(4)制訂科學合理線切割工藝。
9、疲勞斷裂
模具服役時在交變應力反復作用下形成的顯微疲勞裂紋緩慢擴展,導致突然疲勞斷裂。
(1)原材料存在發紋、自點、孔隙、疏鬆、非金屬夾雜、碳化物嚴重偏析、帶狀組織、塊狀游離鐵素體冶金組織缺陷,破壞了基體組織連續性,形成不均勻應力集中。鋼錠中112未排除,導致軋制時形成白點。鋼中存在***、Bi、
Pb、Sn、As和S、P等有害雜質,鋼中的P易引起冷脆,而s易引起熱脆,S,P有害雜質超標均易形成疲勞源;
(2)化學滲層過厚、濃度過大、滲層過度、硬化層過淺、過渡區硬度低等都可導致材料疲勞強度急劇降低;
(3)當模面加工粗糙、精度低、光潔度差,以及刀紋,刻字、劃痕、碰傷、腐蝕麻面等也易引起應力集中導致疲勞斷裂。
預防措施: (1)嚴格選材,確保材質,控制Pb、As、Sn等低熔點雜質與S、P非金屬雜質含量不超標;
(2)投產前進行材質檢查,不合格原材料不投產;
(3)選用具有純潔度高、雜質少、化學成分均勻、晶粒細.碳化物小、等向性能好,疲勞強度高等特點的電渣重熔精煉鋼,對模具型面表面噴丸強化和表面化學滲層改性強化處理,使金屬表層為預壓應力,抵消模具服役時產生的拉應力,提高模具型面疲勞強度;
(4)提高模具型面加工精度和光潔度; (5)改善化學滲層和硬化層組織性能; 採用微機控制化學滲層厚度、濃度和硬化層厚度。
10、應力腐蝕裂紋
該裂紋常發生在使用過程中。金屬模具因化學反應或電化學反應過程,引起從表至內組織結構損壞腐蝕作用而產生開裂,這就是應力腐蝕裂紋。模具鋼因熱處理後組織不同,抗蝕性能也不同。最耐蝕組織為奧氏體(A),最易腐蝕組織為屈氏體(T),依次為鐵素體(F)一馬氏體(M)一珠光體(P)一索氏體(S)。因此,模具鋼熱處理不宜得到T組織。淬火鋼雖經回火,但因回火不充分,淬火內應力或多或少依然存在,模具服役時在外力作用下也會產生新的應力,凡有應力存在於金屬模具中就會有應力腐蝕裂紋發生。
預防措施: (1)模具鋼淬火後應及時回火,充分回火,多次回火,以消除淬火內應力;
(2)模具鋼淬火後一般不宜在350-400~C回火,因T組織常在此溫度出現,發生有T組織模具應重新處理,模具應進行防銹處理,提高抗蝕性能;
(3)熱作模具服役前進行低溫預熱,冷作模具服役一個階段後進行一次低溫回火消除應力,不僅能防止和避免應力腐蝕裂紋發生,還可大幅度提高模具使用壽命,一舉兩得,有顯著技術經濟效益。
G. 軸承鋼高頻淬火後很脆易斷,有沒有好方法解決
軸承鋼高頻淬火後很脆易斷的解決辦法:
1。在加熱時,進量減慢加熱速度,使工件表面和心部溫度保證基本一致。
2。淬火後要進行,正火處理,消除淬火內應力。
軸承鋼經過熱處理具有很好的機械性能,只所以軸承鋼高頻淬火後容易脆斷, 是因為熱處理時加熱速度太快引起的。
另外不應該用水淬,用水淬是很脆。860度加熱,油淬——HRC62-66。GCr15鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。經過淬火加回火後具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等,切削性能一般,焊接性能差,對形成白點敏感性能大,有回火脆性。
化學成分/元素含量(%)C:0.95-1.05 Mn:0.20-0.40 Si:0.15-0.35 S:<=0.020 P:<=0.027 Cr:1.30-1.65
其熱處理制度為: 鋼棒退火,鋼絲退火或830-840度油淬。
熱處理工藝參數:1.普通退火:790-810度加熱,爐冷至650度後,空冷——HB170-2072.等溫退火:790-810度加熱,710-720度等溫,空冷——HB207-2293.正 火:900-920。 再在400度左右,中溫回火!增加韌性! 軸承鋼應該專門的熱處理設備的
H. 45號鋼水淬開裂怎樣彌補
45號鋼水淬開裂怎樣彌補?如果已經開裂了只能報廢,無法彌補。只有想辦法改變工藝,下次再干時不再開裂。可以降低淬火加熱溫度,提高水溫
I. 如何解決2738材質模具鋼鍛造表面裂紋
您好!是什麼方向的裂紋呢?
⑴縱向裂紋
裂紋呈軸向,形狀細而長。當模具完全淬透即無心淬火時,心部轉變為比熱容最大的淬火馬氏體,產生的切向拉應力,模具鋼的含碳量愈高,產生的切向拉應力愈大,當拉應力大於該鋼強度極限時導致縱向裂紋形成,以下因素又加劇了縱向裂紋的產生。
①鋼中含有較多S、P、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質,鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分析分布,易產生應力集中形成縱向淬火裂紋,或原材料隱枯軋制後快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產品中,導致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋。
②模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(碳工具鋼淬裂危險尺寸為8~15mm,中低合金鋼危險尺寸為25~40mm)或選擇的淬火冷卻卻介質大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。
預防措施:
①對原材料入庫進行嚴格檢查,對有害雜質含量超標鋼材不投產;
②盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔模具鋼材;
③改進熱處理工藝,採用真空加熱,保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及胡攜激分級淬火、等溫淬火;
④變無心淬火為有心淬火,即不完全淬透,獲得強韌性的下貝氏體組織等措施,大幅度降低拉應力,能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。
⑵橫向裂紋
裂紋特徵是垂直於軸向的,未淬透模具,在淬硬區與未淬硬區過渡部分存在大的拉應力峰值,大型模具快速冷卻時也易形成大的拉應力峰值,因形成的軸向應力大於切向應力,導致產生橫向裂紋,鍛造模塊中S、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋,淬火後經擴展形成橫向裂紋。
預防措施:
①模塊應合理鍛造,原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2~3之間,鍛造採用雙十字形變向鍛造,經五鐓五拔多火鍛造,使鋼中碳化物和雜質呈細小均勻分布於鋼基體,鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布,大幅度提高模塊橫向力學性能,減少和消除應力源。
②選擇理想的冷卻速度和冷卻介質,在鋼的Ms店以上快冷,大於該鋼臨界淬火冷卻速度,鋼中過冷奧氏體產生的應力為熱應力,表層為壓應力,內層為張應力,相互抵消,有效防止熱應力裂紋形成,在鋼的Ms~Mf之間緩冷,大幅度降低淬火馬氏體時的組織應力。當鋼中熱應力與相應應力總和為正(張應力)時,則易淬裂,為負時,則不易淬裂。充分利用熱應力,降低相變應力,控制應力總和為負,能有效避免橫向淬火裂紋發生。CL-1有機淬火介質是較理想淬火劑,同時可減少和避免淬火模具畸變,還可控制硬化層合理分布。調整CL-1淬火劑不同濃度配比,可得到不同冷卻速度,獲得所需硬化層分布,滿足不同模具鋼需求。
⑶弧狀裂紋
常發生在模具稜角、缺口、孔穴、凹模接線切邊等形狀突變處。這是因為淬火時稜角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍。
①鋼中含碳量和合金元素含量愈高,鋼Ms點愈低,Ms點降低2℃,則淬裂傾向增加1.2倍,Ms點降低8℃。淬裂傾向則增加8倍。
②鋼中不同組織轉變和相同組織轉變不同時性,由於不同組織比熱容差,造成巨大組織應力,導致組織交界處形成弧狀裂紋;
③淬火後未及時回火,或回火不充分,鋼中殘余奧氏體未充分轉變,保留在使用狀態中,促進應力重新分布,或模具工作時殘余奧氏體發生馬氏體相變產生新的內應力,當綜合應力大於該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋。
④具有第二類回火脆性鋼,淬火後高溫回火緩冷,導致鋼中P、S等有害雜質化褲襪合物沿晶界析出,大大降低晶界結合力和韌性,增加脆性,工作時在外力作用下形成弧狀裂紋。
預防措施
①改進設計,盡量使形狀對稱,減少形狀突變,增加工藝孔與加強筋或採用組合裝配。
②圓角代直角及尖角銳邊,貫穿孔代盲孔,提高加工精度和降低表面粗糙度,減少應力集中源。對於無法表面直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高,可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進行包紮或填塞,人為造成冷卻屏障,使之緩慢冷卻淬火,避免應力集中,防止淬火時弧狀裂紋形成。
③淬火模具鋼應及時回火,消除部分淬火內應力,防止淬火應力擴展。
④較長時間回火,提高模具斷裂韌性值。
⑤充分回火,得到穩定組織性能,多次回火使殘余奧氏體轉變充分和消除新的應力。
⑥合理回火,提高鋼件疲勞抗力和綜合力學性能;對於有第二類回火脆性模具鋼高溫回火後應快冷(水冷或油冷),可消除二類回火脆性,防止和避免淬火時弧狀形成。
⑷剝離裂紋
模具工作時在應力作用下,淬火硬化層一塊塊從鋼的集體中剝離。因模具表層組織和心部組織比熱容不同,淬火時表層形成軸向、切向淬火應力,徑向產生拉應力,並向內部突變,在應力急劇變化范圍較窄處產生剝離裂紋,常發生於經表層化學熱處理模具冷卻過程中,因表層化學改性與鋼的基體相變不同時性,引起內外層淬火馬氏體膨脹不同時進行,產生大的相變應力,導致化學處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層,滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學滲層淬火後不宜快速回火,尤其是300℃以下低溫回火快速加熱,會促使表層形成拉應力,而鋼材心部及過渡層形成壓縮應力,當拉應力大於壓縮應力時,導致化學滲層被拉裂剝離。
預防措施
①應使模具鋼材化學滲層濃度與硬度由表至內平緩降低,增強滲層與基體結合力,滲後進行擴散處理能使化學滲層與基體過渡均勻。
②模具鋼材化學處理之前進行擴散退火、球化退火、調制處理、充分細化原始組織,能有效防止和避免剝離裂紋產生,確保產品質量。