nm360耐磨板热处理横向裂纹和弧形裂纹起源

　　nm360耐磨板横向裂纹和弧形裂纹都是内裂，裂纹产生于心部，当条件成熟时才逐渐扩展到表面。形成这类裂纹的内应力特征都是工件表面受压应力，离表面一定距离处压应力变为拉应力，其最大拉应力峰值是轴向应力。这类裂纹多数发生在未淬透的工件上，在淬硬与未淬硬的交界处形成应力峰值，裂纹就起源于那里。

　　横向裂纹是在轴向应力峰作用下产生的，因此它垂直于轴的方向。轴向最大应力位于圆形截面的中心区域或壁厚的1/2处。因此横向裂纹是内裂，当内应力分布发生变化时，或钢的脆性进一步增加时，裂纹才扩展到工件的表面。图4-4是高速钢丝锥柄部的淬火裂纹，显然是个横向裂纹。

　　大型锻件往往产生横向裂纹，如轧辊、大型轴等，因为它不可能淬透，因而产生的淬火内应力属于热应力型。加之，这类大型工件往往存在较多的冶金缺陷，诸如白点、气泡及夹杂物等，这些缺陷容易作为裂纹源，当应力大于裂纹扩展的临界应力时，突然发展为宏观的脆断。

　　图4-5是45号钢锻制的柱塞的淬火横裂。柱塞规格为Φ500mm×5000mm，单重6t。热处理工艺为加热860℃，水中淬火，450℃回火。这么大的工件显然是淬不透的，表层只获得8mm厚的马氏体组织，心部为铁素体一珠光体组织。淬火应力可参照图3-15加以分析。由于心部产生轴向拉应力峰，易发生纵裂。

　　nm360耐磨板钢件由于淬火时发生吊车停电事故，在淬火冷却时吊车突然不动，工件在水中不能上下窜动，造成了冷却不均匀，因此听到一声响裂。10min后修好天车，再继续窜动工件;但随后又突发两次停电，并又听到两次响裂。淬火后于450℃回火，发现工件产生了450mm长的横向裂纹。从断口分析，第一次响裂形成了内部裂纹，第二、第三次响裂使裂纹逐渐扩展到了表面。

　　弧形裂纹也产生在工件内部，往往在工件的棱角、截面突变处及尖角或凹槽等部位出现。它多发生在未淬透的或经渗碳淬火的零件上，如直径或厚度在80~100mm以上的高碳钢零件。裂纹以弧形分布在钢件内部，有时也扩展到表面。

　　在零件的销孔、槽及中心孔等部位，淬火时这些部位冷却较慢，相应的淬硬层较薄，故在淬硬过渡区域由于拉应力的作用形成弧形裂纹。

　　在表面淬火时，硬化区和非硬化区之间的过渡地带，存在着切向和轴向拉应力而形成表面弧形裂纹。

　　淬火nm360耐磨板钢件上有软点时，软点周围必然存在一个淬硬过渡区，该处有拉应力，形成的弧形裂纹围着软点，但范围很小。

　　硬化程度、钢的成分、直径大小与形状等因素对横向裂纹有一定影响。

　　(1)硬化程度：在淬火时留下较小的心部未硬化，出现较大的轴向应力峰值，易发生横裂。

　　(2)钢的成分：高碳钢与低碳钢相比，在留有同样大小的未硬化心部时，高碳钢件具有更大的轴向拉应力，易引起横裂。

　　(3)直径：直径变大时，在中心未硬化的情况下，热应力型分布明显，中心拉应力变大，且轴向应力比切向应力更大，故易于开裂。合金钢大型件，若内部有冶金缺陷，即使空冷，也可能从内部横裂。

　　(4)形状：空心圆柱体，内孔小时，内表面冷却效果不良，产生拉应力，易开裂。如轧制滚筒就有从内表面横裂的现象。

　　在具体的热处理中，内应力变化复杂，横向裂纹和纵向裂纹可相伴出现在一个工件上。图4-6为T10钢拉杆接头的淬火裂纹实例。

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