熱處理知識

為什麼會淬裂

好不容易加工快完成了,卻在熱處理時裂開了,真是令人懊惱。

如何淬硬而不裂,必須先了解淬裂的原因。

從前認為淬火裂痕發生於工件於赤熱狀態投入淬火液的瞬間,實為錯誤。杯子與碗因熱傳導率差,膨脹收縮困難,在急熱與急冷瞬間產生破裂。金屬因傳熱快,不會在此時破裂。

鋼鐵淬裂的時期為何?是在溫度急冷到250℃以下時,金屬組織由過冷沃斯田體與變態麻田散體組成。但此時尚非最危險的時候,等到120℃~150℃時,麻田散體量越超過50%時才是淬裂的高峰危險期,如圖示:

              

註(1)Ms點是麻田散體開始出現的溫度

    (2)Mf點是麻田散體變態完成的溫度

由於鋼急冷時的熱應力屬於壓縮應力,並不會使工件發生裂痕,而變態應力屬於伸張應力,是工件破裂的主因。

了解淬裂時機與原因,如何儘量避免發生呢?

(1)處理物件之質量:質量大的較易淬裂。儘可能將大工件分解為數件,待熱處理後組立。

(2)工件形狀:有銳角或厚薄懸殊者,較易淬裂,應儘可能預留R角。

(3)含碳量:相同冷卻條件下,碳含量越高,越容易淬裂,故滲碳用低碳鋼幾乎無淬裂之虞。

(4)冷卻方法:選擇適當的冷卻介質,避免變態應力過於激裂。在工件冷卻至危險區域時,應緩慢冷卻,謹守「先快後緩」的口訣。

 
 
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