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裂纹的影响有多大 1.含碳量对断裂强度的影响 含碳量的增加,降低马氏。
... 在nm450耐磨板淬火时含碳量对裂纹的影响是不可忽视的,源达旺小编就先来聊一聊到底nm450耐磨板含碳量对淬火裂纹的影响有多大。 1.含碳量对断裂强度的影响
含碳量的增加,降低马氏体的断裂强度。依据脆性固体理论断裂强度公式:
(5-1) 式中,E为弹性模量;γ为表面能;d为原子面间距多晶体α铁的理论断裂强度约为40000MPa马氏体的断裂强度应低于此值,但尚缺少研究,只可作一般理论推断 从式5-1可见,σmax值随E、γ、d值而变更,设γ不变,仅讨论E值、d值随含碳量增加而变更的情况。
固溶体中随溶质浓度提高,弹性模量E的变更趋向是和固相线的走向一致的在Fe-C合金中,随钢的含碳量增加,固相线是不断降低的如Fe-C相图的J点到E点,含碳量由0.17% C升高到2.11% C,固相线温度则由1495℃降到1148℃。
因此含碳量提高,马氏体中铁原子间结合力降低,弹性模量是降低的普通中碳钢淬火热处理使马氏体弹性模量降低10% 依据式5-1,弹性模量E的降低,断裂强度值也随之降低 式5-1中的d值也与含碳量有关淬火马氏体的准解理断口取向是沿铁素体的{100}面。
正方马氏体的c轴较长,(001)M面的间距较大,因此可能沿(001)面断裂,而(001)面的间距d即为轴长c,c值是含碳量的函数:
c=a0+0.116w(C) (5-2) 式中,a0是α-Fe的点阵常数,为0.286nm可见含碳量增加,c值变大c值相当式5-1中的d值,因此,nm450耐磨板含碳量的增加使断裂强度降低 此外,随马氏体中含碳量增加,位错亚结构逐渐变为孪晶亚结构;淬火显微裂纹也会增加;这些都增加了马氏体的脆性,降低断裂强度。
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图5-3为含碳量对淬火钢断裂强度的影响,由图5-3可见,从中碳到高碳,淬火态钢的断裂强度值迅速降低,增加淬裂敏感性 不过,含碳量仅为亚共析钢范畴,对于过共析钢来说,继续增加含碳量对淬裂倾向的影响与淬火加热温度有关。
如果加热温度在Ac1~Acm之间,奥氏体中的固溶碳量变更不大,并且有较多的未溶解的渗碳体或合金碳化物淬火后得到马氏体基体上分布着粒状碳化物这种复相组织的弹性模量要按两相整合后的体积比例的平均值计算由于碳化物的熔点或分解温度较高,弹性模量较大,因此这种复相组织的模量E值可能有所增加。
这时淬火钢的开裂倾向变更不大 然而,若将过共析钢加热到Acm以上,进行过热淬火,这时碳全部溶入奥氏体中,且奥氏体晶粒粗化,淬火时转变为粗大针状(片状)或蝶状马氏体组织,这会增加显微局部应力,甚至形成显微裂纹。
因此,高碳马氏体的断裂强度更低,更加脆化,增加了淬裂倾向 2.对宏观内应力的影响 nm450耐磨板钢中含碳量增加时,宏观内应力也向促进淬裂方向发展含碳量增加,热应力影响变弱,相变应力的影响加强水中淬火时,表面压应力变小,而中间部位的拉应力大大值向表面靠近。
油中淬火时,表面拉应力变大所有这些都增加淬火开裂倾向
3.淬裂-Ms-含碳量的关系 随着含碳量的增加,Ms点降低不同碳浓度的Fe-C合金的Ms点为: Ms≈520 - 320×w(C) (5-3) 可见碳浓度与Ms点呈线性关系由图5-4可见,与Ms-含碳量的直线关系相适应,淬裂与不淬裂的倾向也有相对应的变更。
图5-4中显示,淬火开裂发生在0.4%C以上,Ms点在330℃以下的钢中而含碳量低于0.4%,Ms点在330℃以上的钢并不容易产生淬火裂纹由此可见,为了避免零件淬裂,可以选用0. 4%C以下的钢种如日本某公司专门使用S35C(35号钢)制造机械零件,进行水中淬火,避免淬裂事故。
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