在用45號鋼制作卡爪時(shí)淬裂是咋回事呀!下面源達(dá)旺小編給您聊一聊，卡爪是車床卡盤上的零件，常用優(yōu)質(zhì)45號鋼圓鋼制作。一般需經(jīng)過鍛造-正火-機(jī)加工-整體淬火、回火-高頻淬火、回火-精加工。在整體淬火后，發(fā)現(xiàn)部分卡爪齒部有縱向開裂，見圖7-7。卡爪齒面部發(fā)生沿齒面邊緣的軸向開裂，最深處約12mm，開裂已部分脫落。為此，對卡爪的化學(xué)成分、硬度、金相組織等進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析，并進(jìn)一步從淬火介質(zhì)、冷卻速度、化學(xué)成分、淬火溫度、裂紋形態(tài)、卡爪形狀及大小等方面分析了產(chǎn)生開裂的原因，提出了預(yù)防措施。

　　1.檢驗(yàn)與分析

　　1.1 化學(xué)成分分析

　　將開裂的45號鋼卡爪進(jìn)行了化學(xué)成分分析，其含碳量為0.52%~0.54%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。鋼的含碳量應(yīng)為0. 43%~0.48%，而該批卡爪的含碳量都偏高。鋼的化學(xué)成分是確定淬火溫度的主要因素。而含碳量為0. 52%~0.54%碳鋼的淬火加熱溫度約為805~830℃。這批卡爪仍按820~840℃加熱，加熱溫度偏高，可能是開裂的誘因。

　　1.2 硬度檢驗(yàn)及分析

　　根據(jù)卡爪開裂情況，對其齒面部、齒面下約12mm處及卡爪側(cè)面取樣進(jìn)行硬度測量。從裂紋處切取包括要測量部位的試樣一塊，邊切邊冷卻，以防試樣受熱回火引起硬度及組織變化。并將試樣兩面磨光磨平，檢驗(yàn)洛氏硬度。

　　卡爪表面硬度要求為53~58HRC。檢測結(jié)果是卡爪硬度偏低，分布也不均勻，尤其是齒面下12mm處硬度明顯偏低。其原因可能是工件在淬火冷卻的500~600℃的蒸汽膜階段，未及時(shí)晃動(dòng)，蒸汽膜階段過長，冷卻不均勻，致使卡爪淬硬層過淺，且有軟點(diǎn)。

　　1.3 金相組織分析

　　金相試樣的取樣與硬度試樣取樣位置相同。在圖7-7中的3個(gè)不同的位置各取1塊試樣，觀察的金相組織見圖7-8。1號樣的組織主要為馬氏體(見圖7-8a);2號樣的組織主要為鐵素體+屈氏體(見圖7-8b);3號樣的組織主要為淬火馬氏體+回火馬氏體(見圖7-8c)。1號樣取自齒面部分，因?yàn)辇X面加熱和冷卻都比較充分，絕大部分奧氏體組織都轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。2號樣取自齒面下12mm處。由于淬火加熱溫度偏低或保溫不夠，使部分鐵素體保留下來。


       同時(shí)由于齒面下12mm處冷速比較低，溫度下降慢，45號鋼淬透性比較差，在550℃的C-曲線“鼻尖”區(qū)過冷奧氏體最不穩(wěn)定，使齒面下12mm金相組織主要為鐵素體+屈氏體。3號樣取自齒的側(cè)斷面，由于斷面冷速相差較大，外側(cè)已轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而里側(cè)轉(zhuǎn)變較慢，同時(shí)受心部余熱的影響，部分馬氏體得到回火。

　　a-齒面;b-齒面下約12mm處;c-側(cè)面

　　2.開裂原因及防止措施

　　2.1 淬火介質(zhì)和冷卻速度

　　卡爪水淬，冷到500~600℃的蒸汽膜階段冷卻速度較低，奧氏體易發(fā)生高溫轉(zhuǎn)變，所以在淬火冷卻時(shí)工件須在水中不斷晃動(dòng)，以破壞蒸汽膜的隔熱作用，避免產(chǎn)生軟點(diǎn)。而在馬氏體轉(zhuǎn)變的300～100℃范圍水正處于沸騰階段，冷卻速度很高，易使工件發(fā)生嚴(yán)重畸變甚至開裂。本卡爪在淬火過程中(蒸汽膜階段)工件在水中晃動(dòng)不均勻不及時(shí)，使有些地方產(chǎn)生軟點(diǎn)。在300~100℃時(shí)，水的冷速很高，易使工件開裂。

　　2.2 淬火溫度

　　對45號優(yōu)質(zhì)鋼，淬火加熱溫度為820~840℃，淬火冷卻介質(zhì)用鹽水為宜，淬火后硬度大于55HRC。由于卡爪含碳量為0.52%~0.54%，其淬火溫度應(yīng)選擇在810~830℃較合適。

　　2.3 從裂紋形態(tài)分析

　　觀察淬火裂紋，是由于淬火內(nèi)應(yīng)力在工件表面形成的拉應(yīng)力超過冷卻時(shí)鋼的強(qiáng)度而引起的。一般發(fā)生在Ms以下的冷卻過程。此時(shí)鋼因發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，塑性急劇降低，而組織應(yīng)力急劇增大，易形成裂紋。該淬火裂紋沿軸向發(fā)生，裂紋較深，導(dǎo)致裂紋的應(yīng)力是表面切向拉應(yīng)力，因此，降低Ms以下的冷卻速度，可有效地避免這類裂紋。

　　3.預(yù)防措施

　　合理設(shè)計(jì)工件，避免尖角和薄邊。正確選材，規(guī)范熱處理工藝，選擇合適的加熱速度、加熱溫度、加熱方法及冷卻介質(zhì)，可避免淬火開裂。

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