Трещины от термообработки
Характеристики:
Морфология: трещины термической обработки часто возникают в зоне мартенситного превращения, поэтому их трещины могут растрескиваться вдоль кристалла или растрескиваться сквозь кристалл. Трещины могут быть радиальными, отдельными линейными или сетчатыми.
Расположение: Трещины обычно образуются на острых углах заготовки, в местах резких изменений поперечного сечения.
Участок: Участок закалочной трещины обычно не окислен и может быть белым, матово-белым или светло-красным (водяная ржавчина, вызванная закалкой).
Причины:
Трещины возникают, когда большие напряжения, возникающие во время закалки, превышают собственную прочность материала и превышают предел пластической деформации.
Это может быть связано с такими факторами, как слишком высокая температура нагрева при закалке и слишком быстрое охлаждение.
Причины появления трещин при термообработке
а) Материал металлургического качества:
Металлургические проблемы, такие как усадка и серьезные дефекты прокатки, могут привести к неоднородности материала, что увеличивает риск образования закалочных трещин.
Металлургические дефекты, такие как макроскопическая ликвация, ликвация твердого раствора, водород твердого раствора, дефекты ковки и прокатки, захват шлака, ферритно-перлитная полосчатая организация и карбидная полосчатая организация, могут действовать самостоятельно или в сочетании с макроскопическими или микроскопическими внутренними напряжениями, вызывая закалочные трещины.
б) Содержание углерода в материале и легирующих элементов:
Увеличение содержания углерода снижает прочность мартенсита на излом, тем самым увеличивая тенденцию к образованию закалочных трещин.
Легирующие элементы, такие как Mn, Cr, V, Mo и т. д., также увеличивают тенденцию к закалочным трещинам с увеличением их содержания.
Однако элемент B может эффективно улучшить прокаливаемость, в то время как соответствующее количество редкоземельных элементов может уменьшить трение, необходимое для движения дислокаций, уменьшая тенденцию к хрупкому разрушению.
в) Условия процесса закалки:
Неправильный контроль метода и скорости нагрева при закалке, неравномерный нагрев и слишком высокая температура закалки могут привести к образованию закалочных трещин.
Частой причиной является неподходящий метод охлаждения, слишком высокая скорость охлаждения, неравномерное охлаждение, а также неправильный выбор охлаждающей среды.
Закалка перед заготовкой, не подготовленной к термической обработке или ненадлежащая обработка, а также несвоевременный отпуск также могут привести к появлению закалочных трещин.
г. Размеры и форма заготовки:
Острые углы заготовки, дефекты поперечного сечения склонны к образованию закалочных трещин, так как эти места подвержены концентрации напряжений.
Крупные детали вала подвержены образованию трещин, вызванных термическими напряжениями, если их не закалить при закалке.
е. Внутренние дефекты:
Имеющиеся в материале дефекты, такие как пузырьки пара, включения, волосовины, белые пятна и т. д., могут стать источником трещин под действием напряжений при термообработке и постепенно расширяться.
е. Внутренняя хрупкость мартенсита:
Внутренняя хрупкость мартенсита является внутренней причиной возникновения закалочных трещин, на которую оказывают влияние его кристаллическая структура, химический состав, металлургические дефекты и т. д.
Закалочные трещины возникают в результате сочетания ряда факторов, и их необходимо учитывать и оптимизировать по ряду аспектов, таких как выбор материала, контроль процесса, конструкция заготовки и т. д., чтобы снизить риск возникновения закалочных трещин.
Характеристики:
Морфология: трещины ковки образуются при высоких температурах, трещины относительно толстые и обычно существуют в виде множественных полос, без тонкой вершины, без четкого направления. Иногда вокруг трещины не полностью обезуглерожено, а полуобезуглерожено.
Положение: часто образуется в грубой организации, концентрации напряжений или легирующих элементах при сегрегации.
Сечение: участок трещины может быть темно-коричневым или даже иметь вид кислородной пленки, это происходит из-за того, что трещина при деформации ковки расширяется и контактирует с воздухом.
Причины:
Дефекты сырья:
Остаточная усадка: Неполностью закрытые поры или отверстия в сырье могут привести к снижению прочности материала в процессе ковки, что способствует образованию трещин.
Включения в стали:
Неметаллические включения, карбидная сегрегация, неоднородные металлические включения в сырье могут ослабить сплошность материала и способствовать образованию трещин.
Неправильный процесс ковки:
неправильное отопление:
температура нагрева слишком высокая или слишком низкая, что может привести к неравномерному распределению напряжений в материале, что в свою очередь приводит к образованию трещин во время ковки.
неправильная деформация:
скорость деформации слишком велика, пластичность стали недостаточна, чтобы выдерживать форму давления, легко вызвать разрыв. Эта трещина часто возникает в начале стадии ковки и быстрого расширения.
неправильное охлаждение после ковки:
Слишком высокая или слишком низкая скорость охлаждения может привести к концентрации внутренних напряжений в материале, что может привести к образованию трещин.
несвоевременная термическая обработка:
после ковки несвоевременная и ненадлежащая термическая обработка может привести к тому, что внутренние напряжения материала не будут эффективно сняты, что увеличит риск образования трещин.
г. неправильный контроль температуры:
В процессе нагрева и охлаждения, если температура не контролируется должным образом, это может привести к чрезмерному внутреннему напряжению в материале, что вызовет растрескивание. Например, в процессе закалки, если охлаждение слишком быстрое, могут возникнуть закалочные трещины.
ч. Концентрация напряжений в материале:
Если в поковке имеются области концентрации напряжений, такие как острые углы и изменения поперечного сечения, то при превышении напряжений, превышающих возможности материала, это может привести к образованию трещин.
