淬火冷却速度和淬火裂纹

　　一般淬火裂纹发生在零件淬透部位上，所以称为淬火裂纹。为了把钢淬硬，必须从奥氏体化温度开始就以大于临界冷却速度的速度进行冷却。这种快速冷却导致产生热应力，结果外层为压应力，内层为张应力。这可有效地防止淬火裂纹。冷却速度越大，热应力越增加。从这个意义上说，在奥氏体相区域内冷却得越快，就越能防止淬火裂纹，反之，M～Mf区域内的冷却与相变应力有关，在此区城内冷却速度越大，相变应力越大，表层的张力就越大，就越容易发生淬火裂纹。

　　淬火裂纹是否发生是由热应力与相变应力的总和是正(张力）还是负(压力)决定的。

　　若两种应力的总和为正，则发生淬火裂纹;反之，两种应力的总和为负，则不发生淬火裂纹。这种情况定性地表示的图2-15 中。从图中可知，两个应力的合成结果是:在奥氏体这域内的冷却速度慢和过快时都为负，丽介于两哲之同消一合成结果为正的区城，这个区域就是淬火裂纹发生的这域。冷却速度慢的情况相当于油淬。众所周知，油淬是难以引起淬火裂纹的、如冷却速度比油淬冷却速度快:并在A一B范围内，合成应力为正，处于淬火裂纹的发生区域内，可推断淬火时会发生淬火裂纹。

　　若冷却速度更大，合成应力为负，淬火裂纹又难以发生，这种冷却速度相当于盐水淬火及喷液淬火。由此可知，过慢的和过快的冷却速度都难以引起淬火裂纹；而介于两者中间，即不慢不块的冷却速度却易引起淬火裂纹。油淬不发生淬火裂纹的零件若改用水淬时会发生淬火裂纹，若进一步改用盐水淬火或喷液淬火，淬火裂纹又不出现。这种情况在现场淬火中可经常体验到。

　　因此，用水淬发生裂纹而无法解决的时，可改用比水冷却速度慢的油淬，或进一步提高拎却速度，使用盐水淬火或喷液淬火。如使用不快不慢的冷却速皮，就会发生淬火裂纹。

　　利用高琰铬纯承钢(SUJ2)食各>i8银米)试验染应力和相变应力对于淬火裂纹的影刻.试会昝果见圈？-1SD.试验方法是加热到900保鼠1小、分居，呆用三种冷却迷度(1)立即水冷:(2）先用沟冷海用水冷：(3）完全用油冷，然后再分别研究是否有淬火裂纹发生。从图2-15可知，淬火裂纹是由热应力和相变应力的总和决定的。这三种冷却速度，除去完全油冷(3）外，（1)和(2)两种冷却速度是为了改变热应力并使相变应力不变而设计的，因前可分别试验出热应力和相变应力对淬火裂纹的影响。因为水冷时，在马氏体区域Ms~Mf温度范 内，相变应力是一定的，从图2-15下面的热应力曲线可知，热应力只受奥氏体区域内冷却速的影响，也就是用水冷和油冷改变奥氏体区域内的冷却速度，可以达到改变热应力的目的。从图2一i6可见，由于热应力能有效地防止淬火裂纹，如改变热应力使其与相变应力的合成应力从负变到正，裂纹就会相应地发生。图2一16证实了这个想法。如表2一2所示，最初水淬时，因为合成应力为负，所以四根试样全未发生淬火裂纹。然而油冷5~20秒钟后再水冷的试样，由于热应力变小，导致合成力为正，所以发生淬火裂纹。油冷30~120秒钟后再水冷的试样并未发生淬火裂纹，这是因为油冷的时间过长，Ms-Mf区域内的一部分也变成油冷，使相变应力减少并使合成应力为负的缘故。

　　考虑到表层的热应力(压应力)和相变应力(张应力)合成结果为正时，才发生淬火裂纹，因此，为了防止淬火裂纹，要充分利用热应力，减少相变应力，记化这个要点是非常重要的。