4140热处理后开裂原因

雞哥

本人想请教下众神，就一般的合金钢（比如42CrMo,35CrMo)调质发生开裂（表面纵裂、内部纵裂、横裂），原因有哪些？忘指点，谢之。

adazhao

上图，上工艺，最好能去现场才好分析

dc永恒之心

淬火温度不宜过高，冷却介质是什么？

球阀锻件

问题陈述不清。没法分析。

dc永恒之心

42CrMo表面纵裂、横裂以前碰到过是由于淬火温度过高和介质温度过低造成，内裂没有碰到过

ben419

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2 A, d. O. P1 }; F4 N6 @- A3 f' ?把你的工艺参数和生产过程叙述一下大家才好分析原因，搞技术是要深入现场的，要知道生产工艺在现场是否得到彻底贯彻，不能出了问题找原因的时候乱猜。

ben419

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这样的材料如果截面尺寸不是太大的话，不会有这么严重的开裂，你这种情况很有可能是淬火后没有及时回火，淬火与回火间隔时间过长，热应力和组织应力释放造成的。

JXS711

就像42CrMo,35CrMo这些钢有的工厂要是冲击要求不高的话直接采用油淬的，要是性能要求高的话就可以考虑水淬油冷了，要是直接水淬肯定是不得行得。

独旅者

模具钢热处理淬火纵向裂纹产生原因分析及防范措施

一）原因分析：
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模具钢热处理淬火后裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体,产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。益丰华模具钢整理以下因素又加剧了纵向裂纹的产生： (1)钢中含有较多S、P、***、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹，或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹； (2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。

二）预防措施： (1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产； (2)尽量选用真空冶炼，炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火； (4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。

独旅者

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. F, J2 D8 C+ _* F淬火裂纹和非淬火裂纹鉴别
淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。   
1 r, _+ o$ A: \7 M! j2 I一、淬火裂纹的特征   
    在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。   
    在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂；有的呈放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。   
3 @- D  |) E- L" J    因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。   
/ ~: }) g, w- V5 t- h    因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体；工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。   
    表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。   
$ q# j5 w: H/ M* X二、非淬火裂纹的特征   
- D# R8 }5 F/ m$ [( [9 G8 Z( d    淬火后发生的裂纹，不一定都是淬火所造成的，可根据下面特征来区分：   
    淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。与此相对应的温度，大约在250℃以下。在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。   
1 q. B) M4 V8 v& V8 z, J# y    如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。   
三、实例探讨   
2 q& B, H6 h4 ?( }$ r* p3 A    1、轴，40Cr，经锻造、淬火后发现裂纹。裂纹两侧有氧化迹象，金相检验，裂纹两侧存在脱碳层，而且裂纹两侧的铁素体呈较大的柱状晶粒，其晶界与裂纹大致垂直。   
7 b8 v2 {- Q7 ?/ l. ]5 R0 P9 @结论：裂纹是在锻造时形成的非淬火裂纹。   
4 R1 |! h7 Z; U- w4 J+ N　　当工件在锻造过程中形成裂纹时，淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。随着脱碳过程的进行，裂纹两侧的碳含量降低，铁索体晶粒开始生核。当沿裂纹两侧生核的铁素体晶粒长大到彼此接触后，便向离裂纹两侧较远的基体方向生长。由于裂纹两侧在脱碳过程中碳浓度的下降，也是由裂纹的开口部位向内部发展，因而为铁素体晶粒的不断长大提供了条件，故最终长大为晶界与裂纹相垂直的柱状晶体。  
    2、半轴套座，40Cr，淬火后出现开裂。金相检验，裂纹两侧有全脱碳层，其中的铁素体呈粗大柱状晶粒，并与裂纹垂直。全脱碳层内侧的组织为板条马氏体加少量托氏体，这种组织是正常淬火组织。   
结论：在加工过程中未经锻造，因此属原材料带来的非淬火裂纹。   
    3、齿轮铣刀，高速钢，淬火后在内孔壁上出现裂纹。金相检验，发现裂纹附近的碳化物呈不均匀的带状分布。   
结论：这是由于组织不均匀所造成的淬火裂纹。   
/ c& o9 }2 L( l8 m7 W2 W1 d　　当钢的显微组织中存在碳化物聚集时，这些地方碳和合金元素的含量比较高，造成临界温度降低。因此，即使是在正常的温度下进行淬火加热，对于碳化物聚集处来讲，加热温度已显得过高了。其结果是这些地方出现过热组织，降低了钢的强度，淬火冷却时，在应力作用下产生开裂。   
+ T' Q+ o; ]& @+ k　　高速钢的碳化物不均匀性是这种钢的重要质量指标之一。为减少或预防这类缺陷发生，冶金厂和使用厂都在不断采取措施，如使用厂用改锻工艺来均匀组织。当碳化物不均匀性的改善程度受到限制时，可在保证硬度的前提下采用较低淬火加热温度来避免过热组织产生。   
1 Q/ @- p( ]2 }: }% c    4、W18Cr4V钢制模具，高温盐浴中加热后油冷，发现开裂。从裂纹特征上看是冷却过快所致。因工件截面较大，冷却时内外温差也大，当表面转变为马氏体时，内部仍处于奥氏体状态，以后的冷却过程中才逐步转变为马氏体，致使表层受内部体积胀大的作用承受很大的拉应力而开裂。因此，可以判断为淬火裂纹。

smg016

调质前有没有探伤呢？先要排除上道工序带下来的缺陷，造成调质是热应力，组织应力，残余应力的集中造成开裂