Tôi Xử lý nhiệt vết nứt
Đặc trưng:
Hình thái: các vết nứt do xử lý nhiệt thường được tạo ra trong vùng chuyển đổi martensitic, do đó các vết nứt của chúng có thể nứt dọc theo tinh thể hoặc nứt xuyên qua tinh thể. Các vết nứt có thể là xuyên tâm, đường riêng biệt hoặc lưới.
Vị trí: Các vết nứt thường có xu hướng hình thành ở các góc sắc của phôi, khi mặt cắt ngang thay đổi đột ngột.
Mặt cắt: Mặt cắt của vết nứt do quá trình làm nguội thường không bị oxy hóa và có thể có màu trắng, trắng xỉn hoặc đỏ nhạt (gỉ nước do quá trình làm nguội).
Nguyên nhân:
Nứt xảy ra khi ứng suất lớn sinh ra trong quá trình làm nguội lớn hơn độ bền của vật liệu và vượt quá giới hạn biến dạng dẻo.
Điều này có thể liên quan đến các yếu tố như nhiệt độ gia nhiệt làm nguội quá cao và làm nguội quá nhanh.
Nguyên nhân gây ra vết nứt do xử lý nhiệt
a. Chất lượng luyện kim vật liệu:
Các vấn đề về luyện kim như co ngót và khuyết tật cán nghiêm trọng có thể gây ra sự không đồng nhất của vật liệu làm tăng nguy cơ nứt khi tôi.
Các khuyết tật luyện kim như sự phân tách vĩ mô, sự phân tách dung dịch rắn, hydro dung dịch rắn, các khuyết tật rèn và cán, sự bám xỉ, tổ chức dải ferit-pearlitic và tổ chức dải carbide có thể hoạt động riêng lẻ hoặc kết hợp với ứng suất bên trong vĩ mô hoặc vi mô để gây ra các vết nứt dập tắt.
b. Hàm lượng cacbon vật liệu và các nguyên tố hợp kim:
Sự gia tăng hàm lượng cacbon sẽ làm giảm độ bền gãy của martensit, do đó làm tăng xu hướng nứt nguội.
Các nguyên tố hợp kim như Mn, Cr, V, Mo, v.v. cũng sẽ làm tăng xu hướng làm nguội vết nứt khi hàm lượng của chúng tăng lên.
Tuy nhiên, nguyên tố B có thể cải thiện hiệu quả khả năng làm cứng, trong khi lượng nguyên tố đất hiếm thích hợp có thể làm giảm ma sát cần thiết cho chuyển động trật khớp, giảm xu hướng gãy giòn.
c. Điều kiện quá trình tôi:
Kiểm soát không đúng phương pháp gia nhiệt và tốc độ gia nhiệt, gia nhiệt không đều và nhiệt độ tôi quá cao có thể dẫn đến nứt khi tôi.
Phương pháp làm nguội không phù hợp, tốc độ làm nguội quá nhanh, làm nguội không đều, cũng như lựa chọn môi chất làm nguội không phù hợp cũng là nguyên nhân thường gặp.
Việc tôi trước khi phôi chưa được chuẩn bị để xử lý nhiệt hoặc xử lý không đúng cách, cũng như việc ram không kịp thời cũng có thể dẫn đến nứt khi tôi.
d. Kích thước và hình dạng của phôi:
Các góc nhọn của phôi, đột biến mặt cắt ngang dễ hình thành vết nứt dập tắt vì những nơi này dễ xảy ra hiện tượng tập trung ứng suất.
Các bộ phận trục lớn dễ bị nứt do ứng suất nhiệt nếu chúng không được làm nguội trong quá trình làm nguội.
e. Các khuyết tật bên trong:
Các khuyết tật tồn tại bên trong vật liệu, chẳng hạn như bọt khí, tạp chất, đường chân tóc, đốm trắng, v.v., có thể trở thành nguồn gây nứt dưới tác động của ứng suất xử lý nhiệt và dần dần mở rộng.
f. Độ giòn nội tại của martensit:
Độ giòn nội tại của martensit là nguyên nhân bên trong gây ra các vết nứt khi tôi, và cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học, khuyết tật luyện kim, v.v. của nó sẽ ảnh hưởng đến nó.
Các vết nứt khi tôi là kết quả của sự kết hợp nhiều yếu tố và cần được xem xét và tối ưu hóa ở nhiều khía cạnh như lựa chọn vật liệu, kiểm soát quy trình, thiết kế phôi, v.v. để giảm nguy cơ nứt khi tôi.
Đặc trưng:
Hình thái: vết nứt rèn được hình thành ở nhiệt độ cao, vết nứt tương đối dày và thường tồn tại dưới dạng nhiều dải, không có đỉnh mịn, không có hướng mịn. Đôi khi xung quanh vết nứt không được khử cacbon hoàn toàn mà chỉ được khử cacbon một phần.
Vị trí: thường được tạo ra trong tổ chức thô, tập trung ứng suất hoặc các nguyên tố hợp kim tại điểm phân tách.
Tiết diện: Tiết diện vết nứt có thể có màu nâu sẫm, hoặc thậm chí có sự xuất hiện của lớp da oxy, điều này là do vết nứt trong quá trình rèn biến dạng giãn nở và tiếp xúc với không khí.
Nguyên nhân:
Lỗi nguyên liệu thô:
Độ co ngót còn lại: Các lỗ rỗng hoặc lỗ hổng trong nguyên liệu thô không được đóng kín hoàn toàn có thể làm giảm độ bền của vật liệu trong quá trình rèn, khiến vật liệu dễ bị nứt.
Các tạp chất trong thép:
tạp chất phi kim loại, sự phân tách cacbua, tạp chất kim loại không đồng nhất trong nguyên liệu thô có thể làm suy yếu tính liên tục của vật liệu và thúc đẩy sự hình thành các vết nứt.
Quá trình rèn không đúng cách:
sưởi ấm không đúng cách:
nhiệt độ gia nhiệt quá cao hoặc quá thấp có thể dẫn đến sự phân bổ ứng suất không đều trong vật liệu, từ đó gây ra các vết nứt trong quá trình rèn.
biến dạng không đúng cách:
tỷ lệ biến dạng quá lớn, độ dẻo của thép không đủ để chịu được hình dạng của áp lực, dễ gây ra vỡ. Vết nứt này thường xuất hiện ở giai đoạn đầu rèn và giãn nở nhanh.
làm mát không đúng cách sau khi rèn:
tốc độ làm mát quá nhanh hoặc quá chậm đều có thể dẫn đến sự tập trung ứng suất bên trong vật liệu, gây ra các vết nứt.
xử lý nhiệt không kịp thời:
sau khi rèn không được xử lý nhiệt kịp thời và phù hợp có thể dẫn đến ứng suất bên trong vật liệu không được giải phóng hiệu quả, do đó làm tăng nguy cơ nứt.
g. kiểm soát nhiệt độ không đúng cách:
Trong quá trình gia nhiệt và làm nguội, nếu nhiệt độ không được kiểm soát đúng cách, có thể dẫn đến ứng suất bên trong vật liệu quá mức, do đó gây ra nứt. Ví dụ, trong quá trình làm nguội, nếu làm nguội quá nhanh, có thể xảy ra nứt do làm nguội.
h. Tập trung ứng suất vật liệu:
Nếu có các vùng tập trung ứng suất trong quá trình rèn, chẳng hạn như các góc nhọn và đột biến mặt cắt ngang, khi ứng suất vượt quá khả năng chịu đựng của vật liệu, có thể dẫn đến nứt.
