5.淬火过热与淬火裂纹
零件被加热到高出工艺规定的某一淬火加热温度并在一定的加热时间里,便会造成工件的淬火过热。过热温度会因钢种的不同而不同。工件一旦过热,则奥氏体晶粒粗化,生成的马氏体针也粗大。容易产生马氏体微裂纹。这种马氏体的微裂纹是淬火裂纹的激发源,并发展成为淬火裂纹。过热使钢的性能变坏,强度与塑性大大降低。
生产现场中淬火过热引起的淬火裂纹在工具钢中最为常见,特别是高速工具钢因淬火过热造成工件裂纹的事例最多,这是由于高速钢的淬火加热温度接近其熔点,因此稍有不慎即可引起过热,甚至过烧。某厂在热处理一批W18Cr4V钢制模数为m=12、外径为Φ170mm的盘形齿轮铣刀时,工艺规定的淬火加热温度为1270℃,但由于控温仪表失灵,表指温度比实际炉温低35℃,幸亏操作者发现炉温的变化,立即采取终止生产进行重新测温的措施,避免了大批过热产品的发生,但仍有少量齿轮铣刀出现了过热引起的裂纹。金相检查发现淬火晶粒粗大,裂纹均发生于网状碳化物处,由此可见裂纹系加热温度过高所致。因过热形成的共晶碳化物沿晶界呈网状分布,在晶界上形成一层硬壳使钢产生了很大的脆性,阻碍了钢的塑性变形,在淬火冷却时产生的极大应力作用下引起淬火裂纹。
防止零件因淬火过热而产生裂纹的主要措施是:①工艺员要制定正确合理的加热温度和加热方法。如对一些大规格碳化物偏析较严重的高速钢刀具,应采取高速钢下限的淬火加热温度,为保证加热充分,可适当延长加热时间,对一些带尖角的零件应离炉内加热体远一些,在盐浴炉中工件距电极盼距离不得小于50mm,以免引起尖角过热。②对测温仪表和控温仪表要定期检查校对和维修,保证仪表始终在运转正常的条件下使用。仪表员要保证测温、定温、调温时准确无误。③淬火工要随时观察炉温的情况,发现炉温有异常变化时,及时找工艺员或仪表员等有关人员解决,必要时立即停产,重新测温,待炉温恢复正常后再进行生产。④设备要保证工艺要求。