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薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因

在淬火過(guò)程中，會(huì)因操作不當(dāng)以及一些其他因素，造成薄壁不銹鋼管內(nèi)部存在強(qiáng)大的淬火應(yīng)力，以致引起淬火裂紋。淬火裂紋直接導(dǎo)致管材報(bào)廢。接下來(lái)，一起來(lái)了解薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因。

一、淬火裂紋的實(shí)質(zhì)

淬火時(shí)，在冷卻的過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生了熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。由于溫度的降低使鋼管內(nèi)部產(chǎn)生了熱應(yīng)力，奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變使內(nèi)部產(chǎn)生了組織應(yīng)力，組織應(yīng)力是鋼表面淬火時(shí)的拉應(yīng)力。薄壁不銹鋼管表面在拉應(yīng)力的作用下，有開(kāi)裂的危險(xiǎn)。根據(jù)淬火裂紋斷口形式和外觀狀態(tài)分析，淬火裂紋是在內(nèi)應(yīng)力作用下的脆性斷裂。

二、淬火裂紋的形成原因

1、化學(xué)成分

在一定的淬火介質(zhì)中冷卻時(shí)，鋼的化學(xué)成分對(duì)熱處理裂紋形成影響，是由于它使管材的內(nèi)應(yīng)力分布于應(yīng)力集中的敏感性和鋼的機(jī)械性能發(fā)生了改變的緣故。合金元素對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響，則主要是由于合金元素對(duì)鋼的組織結(jié)構(gòu)影響的結(jié)果。

在不銹鋼精密管中含有的所有元素中，碳對(duì)機(jī)械性能的影響最大，隨著含碳量的增加，工件淬火后組織應(yīng)力也有所增大，由于組織應(yīng)力作用的結(jié)果，使鋼的表面具有危險(xiǎn)的拉應(yīng)力。因此，淬裂傾向?qū)㈦S著含碳量的增多而增大。鋼管中其他常存因素，如硫、磷等夾雜物較多，呈條狀、網(wǎng)狀分布時(shí)，往往在正常淬火條件下形成裂紋。

合金元素能夠在不同程度上使奧氏體的等溫曲線的位置右移，即增大其淬透性，這樣可以用緩慢的冷卻介質(zhì)進(jìn)行淬火。從而殘余應(yīng)教小，是鋼的馬氏體轉(zhuǎn)專變溫度降低，則殘余奧氏體數(shù)量增多，組織應(yīng)力減小，有利于降低不銹鋼制品管的淬火裂紋傾向。

2、原材料缺陷

原材內(nèi)部的發(fā)紋、皮下氣泡、較嚴(yán)重的碳化物偏析以及非金屬夾雜物等在淬火過(guò)程中，有可能在這些缺陷處產(chǎn)生裂紋。

各種鍛件加工時(shí)，不論是溫度過(guò)高或過(guò)低都容易在鍛軋過(guò)程出現(xiàn)細(xì)小裂紋。由于毛坯在鍛軋后，表面上存在一些氧化皮，因此這些細(xì)小裂紋便不容易被發(fā)現(xiàn)。但薄壁不銹鋼管機(jī)械加工后一些淬火處理，將會(huì)使原來(lái)存留的的裂紋擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，從而使其暴露于管表面。

3、形狀結(jié)構(gòu)

精密不銹鋼管的淬火裂紋的形成傾向與尺寸和形狀等設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，具有截面急劇變化的工件或者有尖銳槽口的工件，在淬火冷卻時(shí)這些部位會(huì)淬火時(shí)大的應(yīng)力集中，都易于產(chǎn)生淬火裂紋。

以上就是薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因的一部分內(nèi)容，影響淬火裂紋的因素有化學(xué)成分中的碳以及其它元素；原材料發(fā)紋、皮下氣泡、較嚴(yán)重的碳化物偏析以及非金屬夾雜物、形狀結(jié)構(gòu)等。