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42CrMo鍛件開裂

42CrMo材料是作為減速機(jī)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)重要鋼種,對于用這種鋼材制造的零部件,要求有強(qiáng)度和韌性良好配合的綜合機(jī)械性能。由于目前設(shè)備、材料及工藝技術(shù)操作難于掌握,調(diào)質(zhì)過程中容易使某些零件產(chǎn)生開裂事故,而這些零件與其他零件相比有其明顯的特點(diǎn),只有充分掌握了這些特點(diǎn)才能得到滿意的結(jié)果。

通常來說,影響鍛件調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量的主要因素包括:

(1)成分偏析。42CrMo鋼屬于中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,其原材料常存在帶狀偏析。當(dāng)經(jīng)過熱壓力加工(鍛、軋)后,仍保留有成分偏析,經(jīng)860℃淬火后將出現(xiàn)B上+M混合組織,而B上的沖擊韌性是很差的,這種偏析可從退火組織中看到。從42CrMo帶狀成分偏析能譜分析結(jié)果中可以看到鐵素體帶中的Mo含量比珠光體帶中Mo含量高5~6倍,偏析條紋內(nèi)某些元素的富集十分嚴(yán)重。

(2)氣體和夾雜物。42CrMo鋼尤其是大截面的原材料中不可避免地含有氣體和夾雜物,對中碳合金結(jié)構(gòu)鋼而言,由于碳和合金元素的偏析,即使殘余含氫量在1.5~2.0ppm,也可能導(dǎo)致鍛件在偏析處產(chǎn)生開裂。此外,鋁元素的存在對鋼也有害:在酸性鋼中,當(dāng)鋁含量>0.005%時(shí),鋁在脫氧時(shí)形成了具有銳角的氧化物,會(huì)大大降低這種鋼的塑性;在堿性鋼中,當(dāng)鋁含量>0.1%時(shí),鋁在鋼中形成了沿晶界分布的氮化鋁,使鋼的室溫塑性降低。

(3)鍛造溫度。由于42CrMo鋼內(nèi)部有偏析,當(dāng)42CrMo鋼在氧化性氣氛中加熱接近固相線,如42CrMo鋼始鍛溫度在1200~1220℃,在此高溫持續(xù)時(shí)間過長就容易產(chǎn)生析出物或雜質(zhì)等,偏析的晶界因熔點(diǎn)低就有可能開始熔化,氧通過熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物,這樣會(huì)產(chǎn)生局部過燒,形成隨后熱加工中的重大缺陷之一。

(4)鍛造比。當(dāng)鍛造比不足,工件中心變形小,偏析和鋼錠原鑄態(tài)組織仍局部保留,常見的就是鋼材的偏析、疏松、微孔等缺陷,粗晶也是常見的缺陷。鍛比過大,機(jī)械性能異向性增大,橫向機(jī)械性能降低較多。

試驗(yàn)研究表明,42CrMo鋼因鍛造工藝、熱處理工藝等問題,淬火后獲得混合組織和復(fù)雜的應(yīng)力分布,工件常常成批開裂或較多地開裂;42CrMo鋼鍛件經(jīng)Ac1~Ac3兩相區(qū)加熱淬火,得到馬氏體、鐵素體的復(fù)合組織,消除了常規(guī)淬火斷口上出現(xiàn)的二次裂紋,馬氏體和鐵素體構(gòu)成的復(fù)合組織具有佳強(qiáng)韌性配合;不論42CrMo鋼以何種原始狀態(tài)進(jìn)行亞溫淬火、高溫回火后的沖擊韌度均明顯優(yōu)于常規(guī)調(diào)質(zhì);對易開裂鍛件采用可控氣體多用爐進(jìn)行等溫淬火、高溫回火、更為穩(wěn)妥。

來源:熱加工論壇

(版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有)

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