淬火裂[Lie]紋[Wen]是指在淬火過程中或在淬(Cui)火後(Hou)的室溫放置過程[Cheng]中産生的裂紋。後者又叫(Jiao)時效裂紋(Wen)。造成淬火開裂的原因很多(Duo)，在分析淬火[Huo]裂紋時，應根據裂紋特征[Zheng]加以區分。

1、淬火裂紋的特征

在淬火過程中，當淬[Cui]火産生的巨大應(Ying)力大于材料本身(Shen)的強度[Du]并超過塑(Su)性(Xing)變形極限時(Shi)，便[Bian]會導緻裂紋産生。淬[Cui]火裂紋往往是(Shi)在馬氏體(Ti)轉變[Bian]開始進行後不久産生(Sheng)的，裂紋的分(Fen)布[Bu]則沒有一定的規律，但(Dan)一般容易在(Zai)工[Gong]件的尖角、截面突變處形成。

在顯微鏡下觀察[Cha]到的淬火(Huo)開裂，可能是沿晶開裂，也[Ye]可能是穿晶開裂；有的呈(Cheng)放射狀，也(Ye)有(You)的呈單獨線條狀或呈網狀。

因在馬氏體轉變(Bian)區的冷卻過快而引起(Qi)的淬火裂紋[Wen]，往往是穿晶分(Fen)布，而且裂紋較直[Zhi]，周圍沒有分枝的小(Xiao)裂紋。

因淬火加熱溫(Wen)度過高而引起的淬火裂紋，都是沿晶(Jing)分布，裂紋尾[Wei]端尖(Jian)細，并呈現過熱特征(Zheng)，結構鋼中可觀察到粗針[Zhen]狀馬氏體；工(Gong)具鋼中可觀察到共[Gong]晶或(Huo)角狀碳化物[Wu]。

表面脫(Tuo)碳的(De)高碳鋼工件，淬火後容易形[Xing]成網狀[Zhuang]裂紋。這是因(Yin)為，表面脫碳層在淬火冷卻時的體積脹比未脫碳的心部小(Xiao)，表面材料受心部膨(Peng)脹的作用而被拉裂(Lie)呈網狀。

2、非淬火裂紋的特征

淬火後[Hou]發生的裂紋，不[Bu]一定都是淬火所造成的(De)，可根(Gen)據下面[Mian]特征來區分(Fen)：

淬火後發現的裂紋(Wen)，如果裂紋兩側有氧化脫碳現象，則可以肯定[Ding]裂紋[Wen]在淬火之前就[Jiu]已[Yi]經存在[Zai]。淬火冷卻[Que]過(Guo)程中，隻有當(Dang)馬[Ma]氏體轉變量達到[Dao]一定(Ding)數量時，裂紋才有可能形成。與(Yu)此相對應的溫度，大約在(Zai)250℃以下。在這樣的[De]低溫下，即使[Shi]産生了裂紋(Wen)，裂紋兩側也不(Bu)會(Hui)發生脫碳和出現明[Ming]顯氧化。所以[Yi]，有氧化脫碳(Tan)現象的裂紋是非淬火裂[Lie]紋。

如果裂紋[Wen]在淬火前已經存在[Zai]，又不與表[Biao]面相通，這樣的[De]内部裂紋雖不會産生氧化脫碳，但裂紋的線條顯得柔軟，尾端[Duan]圓秃，也容易(Yi)與(Yu)淬火裂紋的[De]線條(Tiao)剛健(Jian)有力，尾端尖細的特征區别開來。

3、實例探讨

3.1：軸，40Cr，經鍛[Duan]造、淬火後發現裂紋。裂[Lie]紋[Wen]兩側有氧化迹象，金[Jin]相檢驗，裂紋兩(Liang)側存[Cun]在脫碳(Tan)層，而且裂紋[Wen]兩(Liang)側的鐵素體呈較[Jiao]大的[De]柱狀晶粒，其(Qi)晶界與裂紋大緻垂直。

結論：裂紋(Wen)是在鍛造時形(Xing)成的非淬(Cui)火裂紋(Wen)。

當工件在鍛[Duan]造過程中形成[Cheng]裂紋時，淬火加熱即引(Yin)起裂紋[Wen]兩側氧化脫碳。随(Sui)着脫碳過程的進行，裂紋兩側的[De]碳含量降(Jiang)低，鐵索體晶粒(Li)開始生核。當沿(Yan)裂紋(Wen)兩側生核(He)的鐵素體晶粒長大到彼(Bi)此接觸後，便向離裂(Lie)紋兩側較遠的[De]基[Ji]體方向生長[Zhang]。由于裂紋兩側在脫碳過程中碳濃度的下降(Jiang)，也是由裂紋的開口部位向内(Nei)部發展，因而為(Wei)鐵素體晶粒的不斷長[Zhang]大提供了條件，故最終長大為晶界與裂紋相垂[Chui]直的柱狀晶體(Ti)。

3.2：半軸套座，40Cr，淬火(Huo)後出現開(Kai)裂。金相檢驗，裂紋兩[Liang]側有全脫碳層，其(Qi)中(Zhong)的鐵素體呈粗大柱[Zhu]狀晶[Jing]粒，并與裂紋垂直。全脫碳[Tan]層内側的組織為[Wei]闆條馬[Ma]氏體(Ti)加少量托氏體，這種(Zhong)組織是正常淬火組織。

結論：在加[Jia]工[Gong]過程中未[Wei]經鍛造，因此[Ci]屬原材料帶來的非淬[Cui]火[Huo]裂紋。

3.3：齒(Chi)輪銑刀[Dao]，高速(Su)鋼(Gang)，淬火後在内孔(Kong)壁上出[Chu]現裂紋(Wen)。金相檢驗，發現(Xian)裂紋附近的碳(Tan)化物呈不均勻的帶(Dai)狀分布。

結論：這是由[You]于組(Zu)織不均勻(Yun)所造成的淬火[Huo]裂紋。

當鋼(Gang)的顯微組[Zu]織中(Zhong)存在碳(Tan)化物聚集時[Shi]，這些地方碳[Tan]和合金[Jin]元素的含量比[Bi]較高，造成臨界溫度[Du]降低。因此，即使(Shi)是在(Zai)正常(Chang)的溫[Wen]度下進行淬火[Huo]加熱(Re)，對于碳化物聚集處來講，加熱溫[Wen]度(Du)已顯得過[Guo]高了。其結果是這些地方出現過熱組織，降低了鋼的強度，淬(Cui)火(Huo)冷卻時，在應力作用下産(Chan)生開裂。

高速鋼的碳[Tan]化物不均勻(Yun)性是(Shi)這種鋼的重要[Yao]質量(Liang)指标之一。為減少或預防這類缺陷發生，冶金廠和使用廠都(Dou)在不斷采取措(Cuo)施，如用改鍛工藝來均勻(Yun)組織。當碳化物不均勻性的改[Gai]善程度(Du)受到限制時，可在保證硬(Ying)度的前提[Ti]下[Xia]采用較低淬(Cui)火[Huo]加熱溫度(Du)來避[Bi]免過熱(Re)組織産生。

3.4：W18Cr4V鋼(Gang)制模具，高溫鹽(Yan)浴中加熱[Re]後油(You)冷，發現開裂(Lie)。從裂紋特征上看是冷(Leng)卻過快所緻。因工件截面(Mian)較大，冷卻時内[Nei]外溫差(Cha)也大，當表面轉變[Bian]為馬氏體(Ti)時，内部[Bu]仍處于奧氏體狀[Zhuang]态，以後的冷卻過程中才(Cai)逐步轉變為馬氏體，緻使[Shi]表層受内部體積脹[Zhang]大的[De]作用承受很(Hen)大的拉應力而開[Kai]裂。因此[Ci]，可以判斷為(Wei)淬火裂紋。