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(dǎo)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(dǎo)致耐磨鋼易于產(chǎn)生熱裂和冷裂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(wèn)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(wèn)題。
(一)熱裂
在高溫凝固階段，當(dāng)金屬中形成了枝晶骨架已具有收縮能力時(shí)，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(diǎn)、薄厚壁交接處或是低熔點(diǎn)物質(zhì)集中的部位。熱裂裂紋因其形成過(guò)程的特點(diǎn)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(dāng)熱裂產(chǎn)生時(shí)，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(yīng)力，或是相變應(yīng)力。在一種或幾種應(yīng)力的綜合作用下，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，產(chǎn)生了冷裂。冷裂總是出現(xiàn)在有拉應(yīng)力的部位。在有內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)上應(yīng)力集中的部位更容易出現(xiàn)。 (三)化學(xué)成分及其他因素對(duì)耐磨鋼裂紋產(chǎn)生的影響
1.化學(xué)成分的影響 耐磨鋼的化學(xué)成分對(duì)裂紋產(chǎn)生的影響是比較明顯的?；瘜W(xué)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?yàn)楸M管碳含量增加線收縮率降低，但是結(jié)晶間隔擴(kuò)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(shí)，枝晶粗大液膜較厚，容易在拉伸作用下開(kāi)裂。枝晶粗大在液固兩相區(qū)中固相數(shù)量相對(duì)較少時(shí)就能相互搭接成骨架，并開(kāi)始線收縮，擴(kuò)大了形成熱裂的溫度范圍。粗大枝晶組織的強(qiáng)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(kāi)裂。粗大的枝晶組織形成過(guò)程中必然伴隨有較嚴(yán)重的枝晶偏析。除此之外，在枝晶之間富集低熔點(diǎn)物質(zhì)和夾雜物，擴(kuò)大了枝晶之間存在液膜的液膜期，這也嚴(yán)重削弱了晶間強(qiáng)度。在粗大的枝晶之間必然其有較嚴(yán)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(jìn)行試驗(yàn)時(shí)得出，當(dāng)碳含量從1.0%增加到 1.4%時(shí)熱裂紋的寬度從4mm擴(kuò)大到9mm,.碳含量增加擴(kuò)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(shí)鋼的性能更脆，也容易形成冷裂。 從以_上各個(gè)方面來(lái)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)熱裂的形成。當(dāng)磷含量從0.02%增加到0.14%時(shí)，熱裂紋的寬度從2mm增大到8nun。這是由于磷含量高時(shí)，磷以共晶形式在枝晶之間析出，減弱了晶間強(qiáng)度的原因造成的。磷的這種有害作用當(dāng)其含量達(dá)到0.06%時(shí)即顯示出來(lái)。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(yán)重。當(dāng)鋼中碳含量高于1.3%,磷含量高于0.09%時(shí)熱裂傾向就較嚴(yán)重了。因此為防止熱裂。希望鋼中磷含最低于0.(17% - 0.08%。
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