淬火裂紋是指淬火冷卻時(shí)淬火應(yīng)力超過斷裂強(qiáng)度時(shí),在工件上形成的裂紋。工件一旦產(chǎn)生裂紋,將造成工件報(bào)廢,因此預(yù)防淬火裂紋是熱處理的一項(xiàng)重要任務(wù)。淬火裂紋大多產(chǎn)生在淬火冷卻的過程中,其原因是淬火過程中的瞬時(shí)拉應(yīng)力超過斷裂強(qiáng)度;也有部分產(chǎn)生在結(jié)束淬火冷卻過程之后,其原因是殘余拉應(yīng)力超過斷裂強(qiáng)度。因此,研究淬火過程中的瞬時(shí)應(yīng)力變化顯得更加重要。

縱裂、弧裂、大型工件的縱劈與橫斷、邊廓表面裂紋等為常見的淬火裂紋。

1)縱裂的產(chǎn)生主要是鋼件某處截面上的切向拉應(yīng)力超過了鋼件的切向斷裂強(qiáng)度時(shí)形成的一種脆性斷裂?？v裂是典型的由組織應(yīng)力引發(fā)的,常發(fā)生于淬透的工件?？v裂的預(yù)防措施:①采用冷卻較慢的介質(zhì)淬火,如油淬,也可采用水淬+油冷的雙液淬火;②提高淬火的終冷溫度。

2)弧裂的典型宏觀形態(tài)為形狀各異的曲(弧)面,從幾個(gè)不同的視向觀察時(shí)都呈弧形。

弧裂首先起裂于幾何敏感部位的表面(如孔洞的內(nèi)表面、凹碗面和截面突變處的薄截面一側(cè)的表面等),其形成均與馬氏體包圍中的淬火屈氏體軟斑的存在有關(guān)。通?；×训男纬珊蛿U(kuò)展位于屈氏體軟斑附近的馬氏體組織內(nèi)。

弧裂的致裂應(yīng)力是組織差異應(yīng)力,這種應(yīng)力的形成條件主要與工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致同一種工件上存在良好的淬火組織區(qū)和淬不上火的組織區(qū)域,在兩區(qū)域的交界處產(chǎn)生組織差異造成的拉應(yīng)力區(qū),淬火裂紋產(chǎn)生在淬火馬氏體一側(cè)。

預(yù)防弧裂的措施:①加強(qiáng)非邊角區(qū)域的冷卻,減小產(chǎn)生弧裂區(qū)域的組織差異;②對幾何敏感部位進(jìn)行局部弱冷,如堵孔淬火,讓孔內(nèi)在高溫區(qū)內(nèi)冷速更緩。

3)大型零件淬火開裂形式為縱裂和橫裂,均為熱應(yīng)力引起的殘余應(yīng)力誘發(fā)。

大型短圓柱形零件常為縱向裂開,當(dāng)長度為直徑的兩倍左右時(shí),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(qiáng)度并沿其擴(kuò)展。