退火爐影響零件的淬火裂紋產生與消除
感應淬火零件的材料成分、材料質量和原始應力狀態(tài),都將影響零件的淬火裂紋產生與消除。
零件的材料成分決定于零件的服役條件。服役條件要求零件有較高耐磨性時,所選材料應該有較高的含碳量,以保證零件感應淬火后有較高的表面硬度。若零件在大扭矩或大彎矩作用下工作,要求零件有高的靜扭或靜彎強度和高的抗扭或抗彎疲勞強度,為此零件材料除有一定的含碳量外,還要含有一定量的合金元素,以保證材料有較高的淬透性,使零件淬火后有足夠深的硬化層。然而隨著含碳量的提高和某些合金元素的加入,都將增加淬火裂紋的敏感性。因此,在能滿足零件服役條件的情況下,盡量選用成分簡單不易淬裂的材料。下面敘述各種元素對鋼的淬裂敏感性的影響。
碳(C)是決定零件淬火硬度的元素,感應淬火用鋼的含碳量一般在0. 35%~0.5%之間。若含碳量超過0.5 %,就明顯增加了淬裂的敏感性。
錳(Mn)是我國富產的合金元素,它的加入能提高鋼的淬透性,普通碳鋼中含有0.6 %~0.9 %的錳,做為殘留元素存在。常用鋼種是40MnB,其含錳量為1.1%~1.4%。當Mn > 1.5%時則容易淬裂。
鉻(Cr)是我國較為貧乏的合金元素,它在鋼中多以親合力很強的碳化物形式存在,它能增加鋼的淬透性,淬火裂紋敏感性強。感應淬火零件的鉻一般應控制在1.5%以下。
鉬(Mo)是強烈形成碳化物的合金元素,它在鋼中即便是微量(≥0.01% ) ,也能強烈地增加鋼的淬火裂紋敏感性。而常用的鉻鉬鋼42CrMo中含鉬0.15~0.23%可以想象其淬火裂紋傾向肯定是相當之大。
以上是感應淬火零件常用的中碳鋼和中碳低合金鋼中幾種元素,以水為淬火介質時,感應淬火時裂紋傾向性方面的表現(xiàn)。如果采用油或聚合物水溶液為淬火介質時,其裂紋傾向性將大為緩解。
鑄鋼和鑄鐵零件上存在的砂眼、氣孔或非金屬夾雜物都是淬火裂紋的策源地。非金屬夾雜物中特別是分布在晶界上的初晶硫化物,對淬火裂紋產生有極大的促進作用。零件感應淬火前的原始應力狀態(tài),對淬火裂紋也有明顯地影響。
零件的淬火部位中存在的原材料裂紋和鍛造折疊,在退火爐感應淬火時有擴大的趨勢、并能產生局部燒熔的現(xiàn)象。