大型锻件热处理的任务,除了消除应力、降低硬度均匀分、细化组织以外,尤其主要的,是預防锻件出现白点。
白点也是大型锻件在冷却过程中容易产生的一种缺陷。它使钢的力学性能降低,锻件热处理时容易产生淬火开裂,使用时容易断裂。
白点在钢的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点,在横向断口上呈细小的裂纹。含羞碳素钢较暗。从显微组织上观察,自点附近区域没有发现塑性变形的痕迹。因此,白点是脆性的。白点大多发生在珠光体类和马氏体类合金钢中,碳素钢程度较轻。许多大型锻件用钢对自点都具有敏感性。
白点的形成原因,一般认为是由于钢中的氢和组织应力共同作用的结果。冷却速度越快,锻件尺寸越大,白点也越容易形成。因此要避免白点的产生,就应该设法去除钢中的氢,.、并且减小相变过程中的组织应力。
要去除钢中的氢,-应该在钢的冶炼时就尽可能减少钢中氢的含量,并且,在锻后的冷却和热处理过程中,应该采取措施将氢最大限度地扩散出去。一般地,当温度降至650℃及300℃时,氢在钢中的扩散速度很大。钢在冷却过程中所产生的组织应力是由奥氏体转变而引起的。要减小组织应力,则要使奥氏体转变迅速而均匀。从奥氏体等温转变曲线(C曲线)可知,C曲线凸尖附近奧氏体转变最快,这个温度,对于珠光体钢约为620一660℃,对于马氏体钢约为580-660℃及280-320℃。因此减小组织应力的温度与扩散最快的温度范围基本一致。在此温度范围内进行适当时间的保温,就能有效地避免白点。于是,大型锻件热处理通常是与锻后冷却结合在一起进行,具体分为三种方法,如图5-63所示: (a)等温冷却,适用于白点敏感性较低的碳钢及低合金钢锻件; (b)起伏等温冷却,适用于白点敏感性较高的小截面合金钢锻件;(c)起伏等温退火,适用于白点敏感性很高的合金钢锻件。对于白点不敏感的钢种,由于锻件一般不会产生白点,在锻后常采取正火、回火处理,细化晶粒、均匀组织。
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