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薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因

在淬火過程中，會因操作不當(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)致管材報廢。接下來，一起來了解薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因。

一、淬火裂紋的實質(zhì)

淬火時，在冷卻的過程中同時產(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)力是鋼表面淬火時的拉應(yīng)力。薄壁不銹鋼管表面在拉應(yīng)力的作用下，有開裂的危險。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，鋼的化學(xué)成分對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械性能發(fā)生了改變的緣故。合金元素對內(nèi)應(yīng)力的影響，則主要是由于合金元素對鋼的組織結(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，碳對機械性能的影響最大，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，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程中，有可能在這些缺陷處產(chǎn)生裂紋。

各種鍛件加工時，不論是溫度過高或過低都容易在鍛軋過程出現(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)。但薄壁不銹鋼管機械加工后一些淬火處理，將會使原來存留的的裂紋擴展開來，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)計結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。生產(chǎn)實踐表明，具有截面急劇變化的工件或者有尖銳槽口的工件，在淬火冷卻時這些部位會淬火時大的應(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。