在用45號鋼制作卡爪時淬裂是咋回事呀!下面源達旺小編給您聊一聊，卡爪是車床卡盤上的零件，常用優質45號鋼圓鋼制作。一般需經過鍛造-正火-機加工-整體淬火、回火-高頻淬火、回火-精加工。在整體淬火后，發現部分卡爪齒部有縱向開裂，見圖7-7。卡爪齒面部發生沿齒面邊緣的軸向開裂，最深處約12mm，開裂已部分脫落。為此，對卡爪的化學成分、硬度、金相組織等進行了檢驗和分析，并進一步從淬火介質、冷卻速度、化學成分、淬火溫度、裂紋形態、卡爪形狀及大小等方面分析了產生開裂的原因，提出了預防措施。

　　1.檢驗與分析

　　1.1 化學成分分析

　　將開裂的45號鋼卡爪進行了化學成分分析，其含碳量為0.52%~0.54%(質量分數)。鋼的含碳量應為0. 43%~0.48%，而該批卡爪的含碳量都偏高。鋼的化學成分是確定淬火溫度的主要因素。而含碳量為0. 52%~0.54%碳鋼的淬火加熱溫度約為805~830℃。這批卡爪仍按820~840℃加熱，加熱溫度偏高，可能是開裂的誘因。

　　1.2 硬度檢驗及分析

　　根據卡爪開裂情況，對其齒面部、齒面下約12mm處及卡爪側面取樣進行硬度測量。從裂紋處切取包括要測量部位的試樣一塊，邊切邊冷卻，以防試樣受熱回火引起硬度及組織變化。并將試樣兩面磨光磨平，檢驗洛氏硬度。

　　卡爪表面硬度要求為53~58HRC。檢測結果是卡爪硬度偏低，分布也不均勻，尤其是齒面下12mm處硬度明顯偏低。其原因可能是工件在淬火冷卻的500~600℃的蒸汽膜階段，未及時晃動，蒸汽膜階段過長，冷卻不均勻，致使卡爪淬硬層過淺，且有軟點。

　　1.3 金相組織分析

　　金相試樣的取樣與硬度試樣取樣位置相同。在圖7-7中的3個不同的位置各取1塊試樣，觀察的金相組織見圖7-8。1號樣的組織主要為馬氏體(見圖7-8a);2號樣的組織主要為鐵素體+屈氏體(見圖7-8b);3號樣的組織主要為淬火馬氏體+回火馬氏體(見圖7-8c)。1號樣取自齒面部分，因為齒面加熱和冷卻都比較充分，絕大部分奧氏體組織都轉變為馬氏體。2號樣取自齒面下12mm處。由于淬火加熱溫度偏低或保溫不夠，使部分鐵素體保留下來。


       同時由于齒面下12mm處冷速比較低，溫度下降慢，45號鋼淬透性比較差，在550℃的C-曲線“鼻尖”區過冷奧氏體最不穩定，使齒面下12mm金相組織主要為鐵素體+屈氏體。3號樣取自齒的側斷面，由于斷面冷速相差較大，外側已轉變為馬氏體，而里側轉變較慢，同時受心部余熱的影響，部分馬氏體得到回火。

　　a-齒面;b-齒面下約12mm處;c-側面

　　2.開裂原因及防止措施

　　2.1 淬火介質和冷卻速度

　　卡爪水淬，冷到500~600℃的蒸汽膜階段冷卻速度較低，奧氏體易發生高溫轉變，所以在淬火冷卻時工件須在水中不斷晃動，以破壞蒸汽膜的隔熱作用，避免產生軟點。而在馬氏體轉變的300～100℃范圍水正處于沸騰階段，冷卻速度很高，易使工件發生嚴重畸變甚至開裂。本卡爪在淬火過程中(蒸汽膜階段)工件在水中晃動不均勻不及時，使有些地方產生軟點。在300~100℃時，水的冷速很高，易使工件開裂。

　　2.2 淬火溫度

　　對45號優質鋼，淬火加熱溫度為820~840℃，淬火冷卻介質用鹽水為宜，淬火后硬度大于55HRC。由于卡爪含碳量為0.52%~0.54%，其淬火溫度應選擇在810~830℃較合適。

　　2.3 從裂紋形態分析

　　觀察淬火裂紋，是由于淬火內應力在工件表面形成的拉應力超過冷卻時鋼的強度而引起的。一般發生在Ms以下的冷卻過程。此時鋼因發生馬氏體轉變，塑性急劇降低，而組織應力急劇增大，易形成裂紋。該淬火裂紋沿軸向發生，裂紋較深，導致裂紋的應力是表面切向拉應力，因此，降低Ms以下的冷卻速度，可有效地避免這類裂紋。

　　3.預防措施

　　合理設計工件，避免尖角和薄邊。正確選材，規范熱處理工藝，選擇合適的加熱速度、加熱溫度、加熱方法及冷卻介質，可避免淬火開裂。

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