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不锈钢椭圆管淬火后必须立即进行回火防止其淬裂的方法?

作者: 来源:原创 日期:2015/11/8 22:18:17 人气:45

    淬裂是淬火中经常遇到的一种致命的缺陷。伴随淬火在不锈钢椭圆管内产生的应力是引起淬裂的基本原因。

    在淬火冷却过程中表面与内部的热收缩不一致,是引起热应力的原因。热应力的分布形式为:表面部分压缩,内部拉伸。另一方面,不锈钢椭圆管内外部的马氏体转变在时间上的不一致,在表面产生拉应力,内部产生压应力。另外,马氏体转变引起的体积膨胀,可根据奥氏体中的固溶碳量从下式估算:

    (%c)x1.68%    (4.4) 

    马氏体几乎没有塑性,因此,只耐压缩,但拉伸应力超过它的强度,就发生脆性破坏。因此,在组织应力成为支配应力的高碳不锈钢椭圆管中,容易发生淬裂。淬裂产生在马氏体转变接近完结的冷却末期,或者在完全冷下来之后。可以称作放置开裂的淬裂,有时会在淬火一昼夜之后发生。经验告诉我们,关于淬裂有如下一些事实:

    1.淬火加热温度过高,就容易淬裂。

    2.中空圆筒或有孔的不锈钢椭圆管,容易从孔的内表面裂开。

    3.对于不锈钢椭圆管来说,有容易淬裂的直径值。水淬时这个值为12毫米左右,油淬时25毫米左右。

    4.淬裂大多产生在不锈钢椭圆管上的角部与壁厚急变部位。

    5.有脱碳层时容易淬裂。

    6.水淬比油淬易裂。

    7.在渗碳淬火和形成未淬硬芯部的淬火中,很少发生淬裂。

    前面讲述的应力分布形式和大小,是产生这些现象的原因。因此,在淬火操作中,应当从稍高于Ms点的温度开始,用尽可能缓慢的速度冷却,以便整个不锈钢椭圆管均匀一致地发生马氏体转变。但是,淬火冷却情况是由所用冷却介质决定的,不能随意控制,所以,一般提倡采用断续淬火和分级淬火法。

    在不锈钢椭圆管内面产生的淬裂,是该部分的冷却速度比外表面的慢,组织应力变为支配应力,形成很大的拉伸应力的结果。加快淬火冷却液的流速,提高不锈钢椭圆管内孔面的冷却速度,从而使热应力增大,就能防止发生这种淬裂。

    淬火裂纹的形状,一般是单调而尖锐的,取截面观察,往往是一字形或十字形的。图4。24是常见淬裂的位置和裂纹的形状特征。

    要防止淬裂,首先,在不锈钢椭圆管设计阶段应当尽可能做到截面厚度均匀,这一点非常重要。为此,要考虑将盲孔打通,在厚截面上开工艺孔等,使淬火冷却均匀,尖角应当改成圆角,以避免应力集中。同时,淬火处理中选择适当的淬火加热温度,避免过多的碳化物固溶于奥氏体。冷却时,在Ms点以下温度应当尽可能缓慢地冷却。低于Ms点的等温淬火是满足这个要求的一种有效的处理方法。此外,不锈钢椭圆管淬火后必须立即进行回火。

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