I Термічна обробка тріщин
Характеристики:
Морфологія: тріщини термічної обробки часто утворюються в зоні мартенситного перетворення, тому їх тріщини можуть тріскатися вздовж кристала або тріскатися через кристал. Тріщини можуть бути радіальними, окремою лінією або сіткою.
Розташування: тріщини зазвичай утворюються в гострих кутах заготовки при різких змінах поперечного перерізу.
Секція: ділянка гартівної тріщини зазвичай не окислюється і може бути білою, тьмяно-білою або світло-червоною (водяна іржа, спричинена гартуванням).
причини:
Розтріскування виникає, коли великі напруги, що виникають під час загартування, перевищують власну міцність матеріалу та перевищують межу пластичної деформації.
Це може бути пов’язано з такими факторами, як занадто висока температура нагріву гарту та занадто швидке охолодження.
Причини тріщин при термічній обробці
a. Металургійна якість матеріалу:
Металургійні проблеми, такі як усадка та серйозні дефекти прокатки, можуть спричинити неоднорідність матеріалу, що збільшує ризик гартування тріщин.
Металургійні дефекти, такі як макроскопічна сегрегація, сегрегація твердого розчину, водень у твердому розчині, дефекти кування та прокатки, захоплення шлаку, феритно-перлітна організація смуг і організація карбідних смуг, можуть діяти самостійно або в поєднанні з макроскопічними або мікроскопічними внутрішніми напругами, щоб викликати тріщини гартування.
b. Вміст вуглецю в матеріалі та легуючі елементи:
Збільшення вмісту вуглецю зменшить міцність мартенситу на розрив, тим самим збільшуючи тенденцію до гартових тріщин.
Такі легуючі елементи, як Mn, Cr, V, Mo та ін., також збільшать тенденцію до загартування тріщин зі збільшенням його вмісту.
Однак елемент B може ефективно покращити прогартовуваність, тоді як відповідна кількість рідкоземельних елементів може зменшити тертя, необхідне для руху дислокації, зменшуючи тенденцію до крихкого руйнування.
в. Умови процесу гасіння:
Неправильний контроль способу гартування та швидкості нагріву, нерівномірний нагрів і занадто висока температура гартування можуть призвести до тріщин гартування.
Спосіб гартування не підходить, швидкість охолодження занадто висока, нерівномірне охолодження, а також неправильний вибір охолоджувального середовища також є поширеною причиною.
Загартування до непідготовленої заготовки до термічної обробки або неправильна обробка, а також несвоєчасний відпуск також можуть призвести до гартових тріщин.
d. Розмір і форма заготовки:
Гострі кути заготовки, зміни поперечного перерізу схильні до утворення гартівних тріщин, оскільки ці місця схильні до концентрації напруг.
Великі деталі вала схильні до тріщин, викликаних термічною напругою, якщо їх не вдається загартувати під час загартування.
д. Внутрішні дефекти:
Існуючі в матеріалі дефекти, такі як бульбашки пари, включення, лінія волосся, білі плями тощо, можуть стати джерелом тріщин під дією напруги термічної обробки та поступово розширюватися.
f. Власна крихкість мартенситу:
Внутрішня крихкість мартенситу є внутрішньою причиною тріщин гартування, і його кристалічна структура, хімічний склад, металургійні дефекти тощо впливатимуть на це.
Загартовування тріщин є результатом комбінації факторів, і їх необхідно враховувати та оптимізувати в ряді аспектів, таких як вибір матеріалу, контроль процесу, дизайн заготовки тощо, щоб зменшити ризик загартування тріщин.
характеристики:
Морфологія: тріщини кування утворюються при високих температурах, тріщини є відносно товстими і зазвичай існують у формі кількох смуг, без тонкої вершини, без тонкого напрямку. Іноді навколо тріщини не повністю зневуглецьоване, а напівзнеуглецьоване.
Позиція: часто виробляється в грубій організації, концентрація напруги або легуючі елементи при сегрегації.
Розділ: ділянка тріщини може бути темно-коричневою або навіть мати вигляд кисневої шкіри, це тому, що тріщина в деформації кування розширюється та контактує з повітрям.
причини:
Дефекти сировини:
Залишкова усадка: неповністю закриті пори або отвори в сировині можуть призвести до зниження міцності матеріалу під час процесу кування, що полегшує утворення тріщин.
Включення в сталі:
неметалічні включення, сегрегація карбіду, неоднорідні металеві включення в сировині можуть послабити цілісність матеріалу та сприяти утворенню тріщин.
Неправильний процес кування:
неправильне опалення:
температура нагрівання занадто висока або занадто низька, що може призвести до нерівномірного розподілу напруги в матеріалі, що, у свою чергу, створює тріщини під час кування.
неправильна деформація:
швидкість деформації занадто велика, пластичності сталі недостатньо, щоб витримати форму тиску, легко викликати розрив. Ця тріщина часто виникає на початку стадії кування та швидкого розширення.
неправильне охолодження після кування:
швидкість охолодження занадто швидка або занадто повільна, може призвести до внутрішньої концентрації напруги в матеріалі, викликаючи тріщини.
несвоєчасна термічна обробка:
після того, як кування не є своєчасною та належною термічною обробкою, це може призвести до того, що внутрішня напруга матеріалу не буде ефективно звільнена, що збільшує ризик розтріскування.
g. неправильний контроль температури:
У процесі нагрівання та охолодження, якщо температура не контролюється належним чином, це може призвести до надмірної внутрішньої напруги в матеріалі, що призведе до розтріскування. Наприклад, у процесі загартування, якщо охолодження відбувається надто швидко, можуть виникнути гартівні тріщини.
ч. Концентрація напруги в матеріалі:
Якщо в куванні є зони концентрації напруги, такі як гострі кути та мутації поперечного перерізу, коли напруга перевищує здатність матеріалу, це може призвести до розтріскування.
