淬火裂紋是指在淬火(huǒ)過(guò)程中或在淬火後的室溫放置過程中産生的裂紋。後者又叫時效裂紋。造成淬火開裂的原因很多，在分(fèn)析淬火裂紋時，應根(gēn)據裂(liè)紋特征加以區分。

1、淬火(huǒ)裂紋的特征

在淬火過程中，當淬火産生的巨大應(yīng)力大于材料本身的強度并(bìng)超過塑性(xìng)變形極限時，便會導緻裂紋産生。淬火裂(liè)紋往往是(shì)在馬氏體轉變開始進行(háng)後不(bú)久産生的，裂紋的分布(bù)則(zé)沒有一定的規律，但一般容易在工件的尖角(jiǎo)、截面突變處形成。

在顯微鏡(jìng)下觀察到(dào)的淬火(huǒ)開裂，可(kě)能是沿晶開裂，也可能是穿晶開(kāi)裂；有的呈放射狀，也(yě)有的呈單獨線條狀(zhuàng)或呈網狀(zhuàng)。

因在(zài)馬氏體轉變區的冷卻過快而(ér)引(yǐn)起的淬火裂紋，往(wǎng)往是穿晶分布，而且裂(liè)紋較直(zhí)，周圍沒有分枝的小裂(liè)紋。

因淬火加熱溫度過(guò)高而引起(qǐ)的淬火裂紋，都是(shì)沿晶分布，裂紋尾(wěi)端尖細，并呈現過熱特征，結構(gòu)鋼(gāng)中可觀察到粗針狀馬氏體；工具(jù)鋼中可觀察到共(gòng)晶或角狀碳化物。

表面脫碳的(de)高碳鋼工件，淬火後容易形(xíng)成網狀裂紋。這是因為，表面脫碳層在淬火(huǒ)冷卻時的體積脹比未脫(tuō)碳的心部小(xiǎo)，表面材料受心部膨脹的作用而被拉裂呈網狀。

2、非淬火裂紋的特征

淬火後發生的裂紋，不(bú)一定都是淬火所造成的，可根據下面特征來區分：

淬火(huǒ)後發現的裂紋，如果裂紋兩側有氧化脫碳現象，則可以肯定裂紋在淬火之(zhī)前就(jiù)已經存在。淬火冷卻過程中，隻有當馬氏體轉變量達到一定數量時，裂紋才有可能形成。與(yǔ)此相對應的溫度，大約在250℃以下。在這樣的低溫(wēn)下，即使産生了裂紋，裂紋兩側也不會(huì)發生脫碳和出現明顯氧化(huà)。所以，有(yǒu)氧化脫碳現象的(de)裂紋是非淬火裂紋。

如果(guǒ)裂紋在淬(cuì)火前已經存在，又(yòu)不與表面相(xiàng)通，這樣的内部裂紋雖不會産生氧(yǎng)化脫(tuō)碳，但裂紋的線條顯得柔軟(ruǎn)，尾端圓秃，也容易與淬火裂紋的線條(tiáo)剛健有力，尾端尖(jiān)細的特征區别開(kāi)來。

3、實例探讨(tǎo)

3.1：軸，40Cr，經鍛造、淬火後發現(xiàn)裂紋。裂紋兩側有氧(yǎng)化迹象，金相檢驗，裂紋兩側存在脫碳層，而且裂(liè)紋兩側的鐵素體呈較(jiào)大的柱狀晶粒，其晶界(jiè)與裂紋(wén)大緻垂直。

結論：裂紋(wén)是在(zài)鍛造時形成的非淬(cuì)火裂紋。

當工件在鍛(duàn)造過程中形成裂紋時，淬火加熱即(jí)引起裂(liè)紋兩側氧化脫碳。随着脫碳過程(chéng)的進行，裂紋兩側的碳含量降(jiàng)低，鐵索體晶粒開始生核。當沿裂紋兩側生核的鐵素體晶粒長大到彼(bǐ)此接觸後，便向離裂(liè)紋兩側較遠的基體方向生長。由于裂紋兩側在脫碳過程中碳濃度的下降，也是由裂紋的開口部位向内部發展，因而為鐵素體晶粒的不斷長大提供了條(tiáo)件，故最終長大為(wéi)晶界與裂紋相垂(chuí)直的(de)柱狀(zhuàng)晶(jīng)體。

3.2：半軸套座，40Cr，淬火後出現開(kāi)裂。金相檢驗，裂紋兩側有全脫碳層，其(qí)中的鐵素體呈粗大柱狀晶粒，并與裂紋垂直。全脫碳層内側的組(zǔ)織為闆條馬(mǎ)氏體(tǐ)加少(shǎo)量托氏體，這種組(zǔ)織是正常淬火組織。

結論：在加工過程中未經鍛造，因此屬原材料帶來的非淬火裂(liè)紋。

3.3：齒輪銑刀，高速鋼，淬火後在(zài)内孔(kǒng)壁上出現(xiàn)裂(liè)紋。金相檢驗，發現(xiàn)裂紋附近的碳化(huà)物(wù)呈不均勻的帶狀分布。

結論：這是由于組織不均勻所造成的淬火裂紋。

當鋼的顯微組織中存在碳化物聚集時(shí)，這些地方碳和合金元素的含量(liàng)比較高(gāo)，造成臨界(jiè)溫(wēn)度降低(dī)。因此，即使是在正常的溫度下進行淬火(huǒ)加熱，對于碳化物聚(jù)集處來講，加熱溫度(dù)已顯得過高了。其結果是這些地方出現過熱組織，降低了鋼的強度，淬火(huǒ)冷卻時，在應力作用下産生開裂。

高速鋼的(de)碳化物不均勻性是(shì)這種鋼的重要質量指标之一。為減(jiǎn)少或預防這類缺陷發生，冶金廠(chǎng)和使用廠都在不斷采取措施，如用改(gǎi)鍛工藝來均勻組織。當碳化物不均勻性的改善程度(dù)受到限制時，可在保證(zhèng)硬度的前提下采用較低淬(cuì)火(huǒ)加熱溫度來避(bì)免過熱組織産生。

3.4：W18Cr4V鋼制模具，高溫鹽浴中加熱後油冷，發現開裂。從裂紋特征上看(kàn)是冷卻過快所緻。因工件截面較大(dà)，冷卻時内(nèi)外溫差(chà)也大，當表面轉變為馬氏體時，内(nèi)部仍處于奧氏體狀(zhuàng)态，以後(hòu)的冷卻過程中才(cái)逐步(bù)轉變為馬氏體，緻使(shǐ)表(biǎo)層受内部體積脹大的(de)作用承受很大的拉應力(lì)而開裂。因此，可以判(pàn)斷(duàn)為淬火裂紋。