nm500耐磨鋼板鋼件的淬火裂紋形成機(jī)理至今尚缺乏深入的研究。

　　大多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)淬裂的原因提出了一般性的認(rèn)識(shí)。有的文獻(xiàn)認(rèn)為“工件表面或附近的拉應(yīng)力是造成淬火裂紋的危險(xiǎn)”。有的文獻(xiàn)提出“馬氏體點(diǎn)以下的快冷是造成淬火裂紋的主要原因”。多數(shù)文獻(xiàn)認(rèn)為淬火鋼組織應(yīng)力足夠大，導(dǎo)致工件開(kāi)裂。這些提法都有根據(jù)，但既不全面，也不深入，尤其是絲毫沒(méi)有提及裂紋形成的微觀機(jī)制，還僅僅停留在現(xiàn)象論階段上。

　　較多的文獻(xiàn)提及“當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)鋼的斷裂強(qiáng)度時(shí)才形成淬火脆性斷裂?？磥?lái)有三點(diǎn)認(rèn)識(shí)是統(tǒng)一的：(1)淬火裂紋是拉應(yīng)力作用下形成的;(2)淬火裂紋是脆性斷裂;(3)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)鋼的斷裂強(qiáng)度。毫無(wú)疑義，這些都是實(shí)驗(yàn)事實(shí)。然而如何探索淬火開(kāi)裂的微觀機(jī)理，目前研究報(bào)道極少，還沒(méi)有形成系統(tǒng)的成熟的理論。

　　如上節(jié)敘及，淬火鋼斷口可分為穿晶準(zhǔn)解理斷裂和沿晶斷裂。關(guān)于準(zhǔn)解理斷裂理論可參考有關(guān)論著。由于淬火鋼件的開(kāi)裂多為沿晶斷口，所以本系列文章艾特貿(mào)易小編主要討論馬氏體沿原奧氏體晶界斷裂的機(jī)理問(wèn)題。

　　如上所述，鋼件淬火內(nèi)應(yīng)力是復(fù)雜的，有導(dǎo)致淬裂的拉應(yīng)力，也有與拉應(yīng)力相平衡的壓應(yīng)力。淬火開(kāi)裂發(fā)生在最大拉應(yīng)力地帶，且鋼件開(kāi)裂一般不會(huì)淬火裂透或全部斷開(kāi)，而以裂紋形式存在。但在外力如錘擊、彎折作用下，鋼件則會(huì)從裂紋處斷開(kāi)，形成斷口。

　　最常見(jiàn)的淬火斷口形態(tài)是瓷狀斷口，此外，還有萘狀斷口、石狀斷口等。圖4-12為T(mén)10鋼模具淬裂后取下的碎片，是細(xì)瓷狀的。圖4-13為GCr15鋼淬火斷口形貌的宏觀照片。

　　T10鋼淬裂碎片

　　圖4-12 T10鋼淬裂碎片

　　瓷狀斷口是過(guò)共析鋼，某些合金鋼經(jīng)淬火或淬火加低溫回火后的一種正常斷口。宏觀形貌具有綢緞光澤、致密，類(lèi)似于細(xì)瓷器斷口，呈亮灰色。瓷狀斷口的微觀形貌以穿晶準(zhǔn)解理斷裂為止，有時(shí)伴有少量的沿晶斷裂。

　　萘狀斷口在淬火高速鋼中可以見(jiàn)到。鋼件在正常淬火溫度下經(jīng)受多次重復(fù)淬火(淬火后未經(jīng)中間退火而重淬)，斷口就會(huì)出現(xiàn)萘狀。即使在較低的1150℃下重復(fù)淬火，也會(huì)出現(xiàn)萘狀。隨著淬火溫度的升高和重復(fù)次數(shù)的增加，萘狀也隨之愈加嚴(yán)重。因此高速鋼出現(xiàn)萘狀并不是過(guò)熱引起的，它與合金結(jié)構(gòu)鋼中萘狀斷口起因不同。

　　萘狀斷口的特征是：斷口上有呈弱金屬光澤的亮點(diǎn)或小平面。用掠射光線照射時(shí)，由于各個(gè)晶面位向不同，這些亮點(diǎn)或小平面閃耀著萘晶體般的光澤。萘狀斷口是一種粗晶的穿晶斷口。圖4-14是高速鋼淬火萘狀斷口的宏觀形貌，其微觀形貌是穿晶準(zhǔn)解理斷口，見(jiàn)圖4-15。

　　石狀斷口是鋼材過(guò)熱淬火造成的。淬火nm500耐磨鋼板的過(guò)熱石狀斷口與正常的過(guò)熱石狀斷口有著本質(zhì)的不同，后者屬于延性的沿晶斷裂，是以小球狀MnS為源的沿晶韌窩狀斷口。而前者淬火鋼斷口則是脆性的冰糖塊狀斷口，晶界面光滑平整，根本不顯示任何塑性變形痕跡。斷口平齊，呈現(xiàn)銀灰色的色澤，可見(jiàn)到明顯的結(jié)晶顆粒，在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)到脆斷小平臺(tái)，又好像結(jié)晶狀斷口。從微觀上看，這種斷口是沿晶斷裂，但也混雜著少許穿晶準(zhǔn)解理斷裂，如圖4-16所示。

　　W18Cr4V高速鋼縱向斷口上的萘狀斷口

　　圖4-14 W18Cr4V高速鋼縱向斷口上的萘狀斷口

　　常用高碳工具鋼在正常淬火溫度為瓷狀斷口，在過(guò)熱情況下得到石狀斷口。從微觀上看，淬火溫度低時(shí)，斷口以穿晶準(zhǔn)解理斷裂為主;斷口過(guò)熱淬火時(shí)，以沿晶斷裂為主。穿晶斷裂和沿晶斷裂總是混合存在的。

　　將45號(hào)鋼、T7、T8、T10、CrWMn，GCr15等鋼加工成Φ10~15mrn試樣，或10mm×10mm×55mm試樣，試樣切有“V”形槽口’，加熱到不同溫度，充分保溫，鹽水淬火，得馬氏體組織，并淬裂取得斷口，在掃描電鏡下觀察淬火斷口形態(tài)。

　　觀察800~1300℃不同加熱溫度下的淬火鋼斷口形態(tài)發(fā)現(xiàn)，上述各種碳鋼和合金鋼均隨淬火溫度的升高，在宏觀上從瓷狀斷口向石狀斷口轉(zhuǎn)化;在微觀上從穿晶準(zhǔn)解理斷口向沿晶斷口轉(zhuǎn)化。其轉(zhuǎn)化趨勢(shì)依各類(lèi)鋼的奧氏體晶粒粗化過(guò)程相適應(yīng)。如T8鋼在900℃加熱淬火時(shí)，奧氏體晶粒仍然較細(xì)(約8級(jí))，其微觀斷口包括穿晶斷裂和沿晶斷裂兩種形貌，各占50%左右，是混合型斷口;當(dāng)加熱到1000℃時(shí)，晶粒粗化(約6級(jí))，斷口基本上屬于沿晶斷裂。

　　溫度愈高，沿晶斷裂傾向愈大。圖4-17列舉了CrWMn鋼在6個(gè)加熱溫度下的淬火斷口形態(tài)。由圖可見(jiàn)，800℃加熱時(shí)奧氏體晶粒細(xì)小，約9級(jí)以上，宏觀斷口為瓷狀;微觀斷口基本上是穿晶準(zhǔn)解理斷裂，但混有少量沿晶斷裂成分。當(dāng)加熱到900℃以上時(shí)，晶粒逐漸粗化而變?yōu)檠鼐嗔训臄嗫?，穿晶?zhǔn)解理成分越來(lái)越少。這時(shí)，斷口形貌為冰糖塊狀，其上分布著少量穿晶準(zhǔn)解理斷口。從圖4-17b~f可見(jiàn)，隨奧氏體晶粒的粗化，冰糖塊狀也愈加粗大。

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