4大型零件淬火裂紋
⑴大型零件淬火殘余應(yīng)力為熱應(yīng)力型
淬火介質(zhì)的冷卻能力越強、截面尺寸越大、加熱溫度越高,淬火殘余應(yīng)力越大。
⑵應(yīng)力作用方式與開裂原因
冷卻末期，外層金屬已冷到低溫，內(nèi)部金屬的溫度必然高于外層。當(dāng)其繼續(xù)降溫時，因伴隨體積收縮受到外層金屬的強力約束，而在中心部位產(chǎn)生三維拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力作用在截面的中心處。金屬力學(xué)性能理論表明，金屬在三維拉應(yīng)力作用下，大大約束了塑性變形能力，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，極易產(chǎn)生低應(yīng)力脆性斷裂；這就是具有珠光體組織的大件心部金屬，在熱應(yīng)力型應(yīng)力作用下形成裂紋的根本原因。
⑶斷口特征
①短圓柱型：
常為縱向裂開，當(dāng)高度為直徑的兩倍左右時，有橫斷現(xiàn)象。多見于碳素工具鋼，這些零件中心往往存在網(wǎng)狀滲碳體，降低鋼的強度并沿其擴展。
②軸類：
當(dāng)軸向與切向最大拉應(yīng)力超過零件中心處材料的強度時，首先在該處開裂。隨后在淬火應(yīng)力的作用下，裂紋分別沿縱向和橫向由內(nèi)向外擴展，直到在外表面露出裂紋。但是裂紋也可能終止于內(nèi)部某處成為內(nèi)裂。當(dāng)殘余應(yīng)力足夠大時，可能在淬火末期自行完全斷開。然而更多時候是在露出零件表面裂紋的基礎(chǔ)上，通過機加工等辦法而顯現(xiàn)。在長度遠(yuǎn)大于直徑的時候，橫斷比縱裂更多見，而且同一零件上可能產(chǎn)生多處橫斷或縱裂。裂紋源通常位于截面中心處，當(dāng)截面中心附近區(qū)域存在冶金缺陷時，裂紋源才可能偏離截面中心處。
③齒圈類：
一般為中碳鑄鋼制造，只能形成徑向裂紋。裂源為橫斷面的幾何中心處或鑄造的熱節(jié)點處，并由此通過齒圈中心的徑向面，由里向外擴展，最終裂開。
④炸裂的內(nèi)裂：
炸裂是有傷害危險的開裂，應(yīng)注意防范。炸裂發(fā)生在冷卻末期以后。
⑤斷口特征：
斷裂面平齊，無明顯塑性變形發(fā)生，呈典型的脆性斷口。
⑷內(nèi)部冶金缺陷的作用
大件截面中心及其附近，是熱應(yīng)力型應(yīng)力的最大拉應(yīng)力存在和作用的位置，這里又是許多冶金缺陷產(chǎn)生或存在的部位。這些缺陷是重要的促裂、誘裂因素，也是大件淬裂的天然裂源和直接原因。由于種種原因的制約與影響，目前我國大型鑄鍛件的綜合冶金質(zhì)量還很不理想，因而成為影響大件淬裂的最重要的實際因素之一。
應(yīng)當(dāng)注意的是：存在于大型零件表面上的一切能引起應(yīng)力集中效應(yīng)的因素，在淬火過程中，決無誘發(fā)和促進裂紋作用。故此，熱處理之前不必要清除大型鑄鍛件的表面缺陷。
⑸大件淬裂的預(yù)防措施
①利用熱處理基本應(yīng)力的交互作用和雙重作用特征，設(shè)計或改進大件的淬火工藝；
②利用預(yù)冷降溫的方法；
③淬火冷卻不進行到低溫；
④及時回火注意回火冷卻方法。
5邊廓裂紋
⑴邊廓裂紋的形成條件
①只能產(chǎn)生在尖棱角或外輪廓的附近；
②快速淬火冷卻條件下；
上述兩項決定了裂紋形成處的組織應(yīng)力值極大（組織轉(zhuǎn)變快，截面溫差?。２⑶伊鸭y形成于淬火初期，此后隨著冷卻時間的延長，裂紋迅速擴展。在制定熱處理工藝時必須要了解邊廓裂紋的這個特點。
⑵邊廓裂紋的宏觀特征
在輪廓或邊棱的附近，并與之基本平行的單條或多條毛細(xì)裂紋；外寬內(nèi)尖與零件外表面基本垂直且裂紋較淺。
⑶加熱溫度及應(yīng)力集中因素的影響
①邊廓裂紋在較低的淬火溫度下就能產(chǎn)生，正常淬火溫度已發(fā)育長大，過熱條件下嚴(yán)重擴展。
②一般應(yīng)力集中因素不產(chǎn)生影響，但表面機加工刀痕例外。在具有圓形輪廓的淬火零件上，邊棱附近產(chǎn)生的邊廓裂紋，幾乎都是沿著圓形的機加工刀痕形成和擴展的。這是因為邊棱附近的加工刀痕，恰好處在這類裂紋賴以形成的表面局部合成拉應(yīng)力場的作用范圍內(nèi)。
⑷邊廓裂紋的預(yù)防措施
①選用較緩和的淬火冷卻介質(zhì)；
②淬火冷卻介質(zhì)的溫度不可低于15℃，當(dāng)?shù)陀?℃裂紋已不可避免；
③加強人員培訓(xùn)和加強熱處理生產(chǎn)的技術(shù)管理。
