高鉻焊絲使用環境惡劣,焊絲中裂紋的存在輕則降低焊絲的使用壽命,重則造成設備和人身事故,因此焊絲中一般不允許有裂紋存在,裂紋的出現將導致高鉻焊絲直接報廢。防止高鉻焊絲的淬火開裂是非常必要的,防止高鉻焊絲淬火開裂的七大有效措施:
1、控制碳含量
由于碳含量增加時,宏觀內應力促進裂紋方向發展,即碳含量增加時,熱應力影響變弱,組織應力的影響加強。水中淬火時,高鉻焊絲的表面壓應力變小,而中間部位的拉應力極大值向表面靠近。油中淬火時,表面拉應力變大。所有這些都會增加淬火開裂傾向。一般來說,碳含量分數低于0.4%時,Ms點在330度以上的碳鋼在水中淬火不易開裂,反之易出現裂紋,因此選擇水冷淬火冷卻介質時,一定要將碳含量控制在0.4%(質量分數)以下,選擇其他緩冷淬火冷卻介質時,可適當提高碳含量。
2、淬火冷卻方式的改進
淬火冷卻方式不同,內應力的大小、類型和分布就不同,淬火鋼的組織形態也不同,斷裂抗力也不同,最終導致淬裂傾向明顯不同。淬火過程中,為了防止出現低硬度的珠光體組織,一方面需要快速冷卻,以躲過等溫轉變圖上的“鼻子”;另一方面希望奧氏體進入馬氏體區后緩冷,獲得高強度的馬氏體。生產實踐表明,由加熱溫度冷卻到馬氏體開始轉變的過程中,鋼的組織仍為奧氏體,而奧氏體本身具有高塑性和低屈服強度的特征,由于無組織轉變,僅僅生產熱應力,這一階段耐磨鑄鋼件一般不會出現裂紋。裂紋主要出現在馬氏體轉變區域,為了防止淬火裂紋的出現,應采用等溫淬火、分級淬火和雙介質淬火等方法。試驗已經發現,高鉻焊絲在馬氏體轉變區緩冷可以獲得碳濃度低的馬氏體,從而降低馬氏體的正方度和組織應力,提高斷裂抗力。這是因為在Ms點以下緩慢冷卻會出現馬氏體自回火現象,且冷速越小,自回火程度越大,馬氏體中的碳含量越低。
3、加入硼元素
硼元素能有效提高鋼的淬透性,使等溫轉變圖右移,但對Ms點無明顯影響。因而對含硼耐磨鑄鋼的淬裂不敏感,是優良的淬火用鋼。加硼即可改善高鉻焊絲的淬裂性能,還可提高耐磨性。
4、控制加熱參數
包括入爐溫度、升溫速度、保溫時間、加熱溫度、加熱介質等工藝參數的合理選擇。
5、淬火后及時回火
高鉻焊絲淬火時,淬火冷卻介質溫度一般高于室溫,而高鉻焊絲冷卻到介質溫度時,尚有一部分奧氏體未轉變成馬氏體。高鉻焊絲從介質中取出后,在室溫放置過程中,繼續發生奧氏體向馬氏體的轉變,實際上是淬火過程的繼續,相應耐磨鑄件的組織應力不斷增加,有可能開裂。因此,淬火后及時回火,可降低淬火內應力,防止耐磨鑄件開裂。
6、提高高鉻焊絲的內在質量
改進鋼液冶煉工藝和高鉻焊絲的鑄造工藝,消除鑄造缺陷,減少焊絲中夾雜物的數量和尺寸,可提高耐磨鑄件的抗淬裂性能。
7、產品結構的改進
盡量保證斷面尺寸均勻,在尖角和臺階處采用圓角過渡,可提高高鉻焊絲的抗淬裂性能。