淬火开裂及防止方法

淬火开裂是一种最常见也是后果最为严重的热处理缺陷,工件一旦开裂,必将造成不可挽回的损失。另外,造成工件淬火开裂的原因又是多方面的。裂纹是在热处理生产过程中产生的,但其原因不一定就是热处理本身的问题,还与原材料的冶金质量,选材的合理性,工件的结构及铸、锻、轧质量等种种因素有关。正因如此,在分析淬裂原因时,往往易陷入误区,只看表面现象,而没有涉及问题的本质,因而难以准确地找出开裂原因,以制定合理的改进措施。本文是内蒙古科技大学刘宗昌教授撰写的专文,全面、系统地分析了导致钢件淬裂的原因,提出了防止淬裂的方法,相信对广大读者和热处理工作者将不无启示。本文篇幅较长,将分期在本刊"读书园地"栏目连载。     

电火花线切割加工的工艺技巧探讨

本文以电火花线切割加工中所遇到的薄工件加工、工件的变形和开裂、加工表面的黑白条纹三种情况为例,分析了薄工件加工时影响加工精度的因素;列举了线切割加工时工件的变形和开裂类型;分析了线切割加工时加工表面的黑白条纹产生原因.并分别提出了其改良措施.     

42CrMo钢汽车前轴淬火开裂原因分析

采用化学成分分析、扫描电镜和显微组织观察以及X射线能谱分析等方法,对42CrMo钢重型汽车前轴锻件淬火开裂的原因进行分析.结果表明,钢中残留的硼含量异常是造成工件淬火开裂的主要原因,同时原材料中的带状组织偏析和粗大的显微组织增加了淬火开裂的倾向.     

传动齿轮淬火开裂原因分析

几批 45 Mn2钢制传动齿轮 ,分别经 NQA淬火液、5 0 %机油 5 0 %柴油混合油的淬火 ,都有不同程度的开裂。对此进行分析 ,认为工件淬裂的主要原因是锻造、退火工艺不当 ,淬火前组织粗大并且有块、网状铁素体存在 ,导致淬火后的组织不均匀 ,淬火应力增加 ,致使工件开裂。经过工艺调整 ,完全消除了开裂现象 ,满足了生产需求     

模具的失效分析及热处理工艺的改进

通过硬度测试、金相显微分析等手段,分析模具变形开裂失效的原因.结果发现:工件不完全淬火、材料碳化物偏析及热处理工艺不当是模具变形开裂的主要原因.在生产实践中,通过热处理工艺改进,实施加工措施,延长了模具的使用寿命.     

2Cr13钢异形模锻件淬火裂纹分析及热处理工艺优化

为解决一种2Cr13钢异形模锻件淬火回火后批次性表面开裂的问题,从复查工艺过程入手,通过计算机模拟工件淬火过程中表面应力状态变化,观察开裂工件显微组织及裂纹形貌,分析工件淬火开裂原因,并通过热处理试验验证了淬火制度对工件表层组织以及力学性能的影响。结果表明,2Cr13钢异形模锻件淬火后出现表面裂纹与锻件形状、淬火加热方式以及淬火温度有关,可通过增加锻件过渡区余量、采用到温入炉以及较低的淬火加热温度的方式降低淬火开裂风险。采用1000 ℃淬火,到温入炉作为产品优化后的热处理制度。     

浅析中碳Cr-Mo钢的淬火开裂倾向

42CrMo钢是常用的中碳合金钢。生产中发现,42CrMo钢工件淬火易开裂。为能制定合理的42CrMo钢的淬火工艺,减少因工件淬火开裂而造成的经济损失,系统分析了影响42CrMo钢工件淬火开裂倾向的因素,包括原材料的冶金缺陷、原始组织、工件结构、化学成分和淬火工艺等。     

轮辋扩口成形过程的有限元分析

无内胎钢圈轮辋焊接接头开裂是轮辋成形过程的主要缺陷。基于ABAQUS软件,建立了轮辋扩口工序的三维弹塑性有限元仿真模型并对成形过程进行了分析。阐述了有限元模型中的单元选择、加载等关键问题。将仿真结果与轮辋的实际扫描模型进行外形尺寸比对,验证了建立模型的正确性。重点分析了扩口工序中工件的应力状态,提出环向拉应力过大是造成焊缝处开裂的原因和最大环向拉应力平均值的概念。模拟结果表明,随着摩擦系数或材料屈服强度的增大,工件最大环向拉应力平均值增大,工件焊接接头开裂倾向增大。     

钢制工件淬火冷却开裂的原因是什么? 常见淬火冷却裂纹有哪几种?

正工件淬火冷却开裂的主要原因是冷却过程中产生的拉伸应力超过了钢的抗拉强度。对钢的强度有不良影响的夹杂物、大块碳化物以及钢中原有的各种微小裂纹,都会促使工件在淬火冷却时开裂。常见的淬火冷却裂纹有纵向裂纹、横向裂纹(包括弧形裂纹)和表面裂纹。1)纵向裂纹这种裂纹深度较大,走向大体上与工件的纵向一致。纵向裂纹常在工件完全淬透的情况下出现,通常是由组织应力造成的。钢中的带状夹杂物会促发纵向开裂。锻造时形成的裂纹也会在淬火冷却应力作用下扩展为深裂纹。对存在纵向裂纹的工件的纵剖面进行显微组织分析,不难对上述两种促发纵向开裂的因素加以区别。如属前者,必然可以清晰地观察到带状夹杂物;如属后者,裂纹表面应存在黑色的氧化物、其两侧应存在明显的脱碳层。     

自来水的两大缺点

多数工件用自来水淬火会开裂，淬裂的原因是众所周知的：自来水低温冷却速度太快。这是自来水一大缺点。     

淬火冷却系统的设计及计算机模拟

淬火是钢铁零件热处理的关键工序之一。淬火冷却系统的设计和结构对工件获得良好的淬火质量具有极为重要的作用。论述了淬火槽容积的确定,工件的热量向淬火剂的传递,淬火液的搅拌方式及搅拌强度的确定和检测,以及CFD技术在淬火冷却系统设计中的应用。     

真空高压气淬炉流场和温度场的数值模拟

建立了高压气淬过程的数值模型,对不同工艺参数下真空高压气淬炉内气体流场和工件温度场进行模拟和预测,得到淬火过程中工件的温度变化和特征点的冷却曲线。根据不同的工件形状和材料以及淬火气体压力进行计算,据此分析了工艺参数对工件冷却过程的影响。     

H13钢模具真空淬火致裂原因探讨

按传统观点,钢件淬火裂纹的产生有钢材冶金质量不良、锻造缺陷、热处理工艺不当、工件形状不合理等原因。采用H13钢试块研究了淬火后未及时回火、脱碳、形状不良、过热或在淬火温度下长时间保温对H13钢真空淬火开裂倾向的影响。结果表明,工件脱碳、形状不良、淬火后不及时回火和过热与H13钢真空淬火开裂没有必然的因果关系。     

决定淬火工件表面冷却速度的两个新因素

用标准探棒检测出的油或者水的冷却速度曲线既不能反映探棒表面的冷却情况,也不能用来推测工件表面的冷却过程。因此,应直接观测工件的冷却过程。淬火冷却过程的直接观测和研究发现,除了淬火介质的冷却能力和工件某部位的有效厚度之外,不同工件表面蒸气膜内气体的流动状况和工件表面从蒸气膜向沸腾冷却方式转型的次序,对工件表面的冷却速度和整个工件的冷却均匀性都有很大影响。业已揭示了后两种新因素影响工件冷却速度和冷却均匀性的基本规律,从而可以在淬火冷却过程中对同一工件表面的不同部位的冷却速度分别加以控制,这种控制技术被称为精细淬火冷却技术。     

强烈淬火--一种新的强化钢的热处理方法

阐述了一种由乌克兰学者研究开发的全新的淬火技术——强烈淬火技术。传统的淬火方法是淬火冷却越强烈,所得到的淬火组织越理想,但工件的畸变和开裂倾向越大。而强烈淬火技术则是通过在淬火冷却过程中控制工件表层和心部的冷却强度和冷却温度,以控制其组织转变的时间和数量,使工件获得所需要的组织和应力分布状态,既可避免工件淬裂和发生过大的畸变,又提高了工件的力学性能和使用寿命;在许多情况下,强烈淬火技术还有节能、高效、环保等效果,是一种前景广阔的热处理新技术,正受到国际上的广泛重视。     

风淬转炉渣作为喷砂磨料的可行性及效果研究

目的实现风淬转炉渣的再利用,论证风淬转炉渣作为喷砂磨料的可行性及应用效果。方法对比风淬渣和韩国PS球、铜炉渣等磨料在成分、微观结构、物化参数以及抗破碎性方面的异同,并以风淬渣作为磨料对工件进行喷砂处理,检验处理效果。结果风淬渣具备磨料的特性,一次破碎回收率可达70%,用风淬渣作为磨料处理的工件,清洁度可以达到Sa2.5级,表面粗糙度可达到粗级以上。结论将风淬渣作为磨料,能够满足工业清理和涂装需求,实现钢渣资源的有效利用。     

基于分段热边界的杆件连续淬火过程的数值模拟

提出了一种针对连续淬火过程数值模拟的分段热边界方法,并得出了模型分段判据。以30CrNi3MoV钢多孔杆件为例,采用MARC软件对其进行了水淬模拟,得到了温度场、应力场、组织分布比例与硬度场。模拟结果表明,分段热边界法较整体热边界淬火模拟更符合实际工况,且工件内部温度随入水深度的增加而降低,工件应力由工件前端向后端衰减;淬火后的表面硬度为51.9~53.7 HRC,心部硬度为36.8 HRC,其与工件实际淬火后的硬度差最大不超过10%;孔偏向中心的畸变量为0.18~0.20 mm,工件长度的畸变量为1.85 mm,孔和工件的畸变量相差在5%以内。该结果验证了分段热边界方法的准确性。     

模具钢淬透性及淬火变形分析研究

通过对影响模具钢淬透性因素和淬火变形的机理分析研究,指出模具钢的淬透性及淬火热处理变形的影响因素是十分复杂的问题。在制定淬火热处理工艺时,应充分考虑工件的形状、钢中的碳含量,根据工件所要求的力学性能,合理选择淬火方法及冷却介质,防止变形及开裂,提高产品质量。     

基于PLC和MCGS的感应加热工况监控系统设计

针对感应加热工件淬火质量和生产过程安全问题,提出一种基于台达PLC和MCGS组态的感应加热工况监控系统解决方案。详述了感应加热工况监控系统的硬件设计、下位机PLC控制程序及MCGS组态软件设计。实现了工件淬火工序的时序与逻辑控制,并集控制、操作、显示、输出于一体,提高了感应加热工件淬火效率及生产过程的安全性,实现了工件淬火质量追踪,性能安全可靠,达到了设计目标。     

Ti2AlNb结构件高压气淬过程数值模拟

高压气淬过程中,由于冷却速率较大,工件易产生热应力,甚至发生塑性变形或开裂,因此能准确预测高压气淬过程中工件热应力分布对于工业生产尤为重要.本研究运用计算流体力学法建立了交流流动型立式高压气淬炉气淬过程的数值传热和湍流模型,模拟了Ti2AlNb超塑成形/扩散连接空心结构件的气淬过程,并通过间接耦合法得到Ti2AlNb结...