45钢农机具零件的淬火裂纹预防措施

来源:热处理工艺问答作者:热处理网

    45钢农机具结构零件应用比较广泛,如轴套类、环片板类、标准件等,图3-8445钢半轴挡片,要求热处理后硬度在4045HRC,采用830℃×20min加热后水冷,大多出现弧形裂纹。图3-8545钢双联法兰,要求热处理硬度在4045HRC,采用830℃×30min后水冷,在Φ68mm×3mm上口凸端Φ152mm×9mm处出现严重弧形裂纹。图3-8645钢驱动桥隔套,要求硬度为2632HRC,采用调质处理后,零件呈现纵向开裂。

    淬火45钢的金相组织为板条马氏体十细针状马氏体,其实淬火裂纹是由于马氏体相变而引起的,而其应力大小与45钢的临界淬火直径相关,试样直径或厚度≤5mm,截面温差小,淬火产生的最大拉应力也小,故不会开裂;而试样厚度大于11mm或直径大于13mm以上,淬火产生的最大拉应力不在工件表面,不会开裂。

    45钢工件直径为Φ5~Φ12mm或厚度在511mm,挡片厚度为6mm、法兰厚度为9mm、隔套壁厚为46mm,均在511mm的危险开裂区域内。工件淬火组织应力和热应力作用产生的最大拉应力在工件表面,超过材料抗拉强度使工件表面产生纵向裂纹,裂纹皆起源于最先入水或表面缺陷部位形成马氏体处。淬火马氏体性能取决于淬火加热温度与冷却方式,加热温度适当,奥氏体晶粒细小,则淬火马氏体组织细密,马氏体强度高而脆性小。另外淬火过程中其过冷奥氏体与冷却介质的温差愈小,则形成马氏体的相变应力也减小,淬火工件的温度均匀,则也有利于减少工件的变形与开裂倾向。

 

45钢双联法兰

 

    3-85    45钢双联法兰

 

45钢隔套

 

    3-86    45钢隔套

    措施:①采用亚温淬火,即780790℃,获得均匀细小的奥氏体晶粒,降温到750760℃保温10min,淬入10%NaCl水溶液中;②改善调质前的组织,采用双重淬火、回火工艺,采用较低的淬火温度,缩短保温时间,有效减少热应力与组织应力;③改变易变形开裂部位的结构设计尺寸,即改变易产生应力集中的部位,或者改变淬火装夹方式或设计辅助夹具增加危险尺寸处的厚度,使冷却强烈部位减缓冷却速度,有效防止淬火裂纹的产生。