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42CrMo合結(jié)鋼鍛件開裂原因分析與對(duì)策
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2015-09-08
42CrMo材料是作為減速機(jī)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)重要鋼種，對(duì)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。
? ?42CrMo材料是作為減速機(jī)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)重要鋼種，對(duì)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(duì)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(duì)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，粗晶也是最常見的缺陷。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)合組織具有最佳強(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(duì)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。
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