耐磨鋼很容易出現(xiàn)裂紋,這是由于耐磨鋼中碳、錳,、磷的含量比較高,,材料的導熱性低,鑄態(tài)組織中大量的網(wǎng)狀碳化物,,線收縮以及受阻收縮都較大等因素,導致耐磨鋼易于產(chǎn)生熱裂和冷裂。據(jù)統(tǒng)計,,在生產(chǎn)中,由于耐磨鋼熱裂和冷裂而造成的廢品要占總廢品的70%,。因此研究耐磨鋼的裂紋傾向問題,,了解裂紋產(chǎn)生的原因和尋求防止裂紋出現(xiàn)的方法是生產(chǎn)中迫切要解決的問題。
(一)熱裂
在高溫凝固階段,,當金屬中形成了枝晶骨架已具有收縮能力時,,金屬的收縮受到阻礙,在金屬中最薄弱的部位產(chǎn)生裂紋,。如熱節(jié)點,、薄厚壁交接處或是低熔點物質(zhì)集中的部位。熱裂裂紋因其形成過程的特點決定了它的特征,往往是不規(guī)則的,、斷斷續(xù)續(xù)的裂紋,,裂紋表面往往具有氧化的顏色。在裂紋附近金屬有脫碳現(xiàn)象,。另外,,當熱裂產(chǎn)生時,在金屬枝晶之間尚有未凝固的液膜,。
(二)冷裂 在低溫階段,,金屬已冷到彈性變形的溫度范圍.由于金屬中應力,或是相變應力,。在一種或幾種應力的綜合作用下,,當應力超過材料的強度極限時,產(chǎn)生了冷裂,。冷裂總是出現(xiàn)在有拉應力的部位,。在有內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)上應力集中的部位更容易出現(xiàn)。 (三)化學成分及其他因素對耐磨鋼裂紋產(chǎn)生的影響
1.化學成分的影響 耐磨鋼的化學成分對裂紋產(chǎn)生的影響是比較明顯的,?;瘜W成分中的碳磷、錳硅是主要作用,。
(1)碳的影響 碳含量愈高愈容易熱裂,,這是因為盡管碳含量增加線收縮率降低,但是結(jié)晶間隔擴大了,,得到了粗大枝晶的結(jié)晶組織,。這種組織使凝固后期液膜分布不均,在相同的液相數(shù)量時,,枝晶粗大液膜較厚,,容易在拉伸作用下開裂。枝晶粗大在液固兩相區(qū)中固相數(shù)量相對較少時就能相互搭接成骨架,,并開始線收縮,,擴大了形成熱裂的溫度范圍。粗大枝晶組織的強度和塑性較差,,即使在完全凝固之后高溫下的性能也是較低的,,在收縮力的作用下很容易開裂。粗大的枝晶組織形成過程中必然伴隨有較嚴重的枝晶偏析,。除此之外,,在枝晶之間富集低熔點物質(zhì)和夾雜物,擴大了枝晶之間存在液膜的液膜期,,這也嚴重削弱了晶間強度,。在粗大的枝晶之間必然其有較嚴重的顯微疏松,,這些都是促使熱裂容易形成的因素。
的影響以熱裂環(huán)進行試驗時得出,,當碳含量從1.0%增加到 1.4%時熱裂紋的寬度從4mm擴大到9mm,.碳含量增加擴大結(jié)晶間隔,,使結(jié)晶組織粗大,使奧氏體中析出的碳化物也較粗大和集中,。這使鑄態(tài)時鋼的性能更脆,,也容易形成冷裂。 從以_上各個方面來看,,形成粗大枝晶組織是極為不利的,。碳含量的增加使這些不利因素的影響遠遠超出可以減少線收縮的有利影響。最終表現(xiàn)為使熱裂傾向增加,。
(2)磷的影響
磷也促進熱裂的形成,。當磷含量從0.02%增加到0.14%時,熱裂紋的寬度從2mm增大到8nun,。這是由于磷含量高時,,磷以共晶形式在枝晶之間析出,減弱了晶間強度的原因造成的,。磷的這種有害作用當其含量達到0.06%時即顯示出來,。而磷的有害作用又和碳含量有關(guān),碳含量愈高,,磷促使熱裂形成的作用愈嚴重,。當鋼中碳含量高于1.3%,磷含量高于0.09%時熱裂傾向就較嚴重了。因此為防止熱裂,。希望鋼中磷含最低于0.(17% - 0.08%,。