鋼件的化學成分
模具鋼的含碳量和合金元素對鋼的淬裂傾向有重要影響。東莞市弘超模具科技有限公司技術中心研究表明，隨著馬氏體中碳含量的增加，板條馬氏體逐漸變為孿晶馬氏體，淬火顯微裂紋也會增加，從而增大了馬氏體的脆性，降低了鋼的脆斷強度，增大了淬火裂紋傾向。

模具鋼中含碳量增加時，熱應力影響減弱，組織應力影響增強。水中淬火時，工件的表面壓應力變小，而中間的拉應力極大值向表面靠近。油中淬火時，表面拉應力變大。所有這些都增加了淬火開裂傾向。淬火開裂發生在碳的質量分數為0.4%以上，Ms點330℃以下的鋼中。碳的質量分數低于0.4%，Ms點在330℃以上的鋼并不產生淬火裂紋。生產實踐證明，選用ωc=0.4%以下的鋼種可以避免零件的淬火裂紋。

合金元素對淬裂的影響是復雜的。合金元素增多時，鋼的導熱性降低，增大相變的不同時性；同時因合金含量增大，強化了奧氏體，難以通過塑性變形來松弛應力，因而增加熱處理內應力，有增加淬裂的傾向。然而合金元素含量增加，提高了鋼的淬透性，可以用較緩和的淬火介質淬火，可以減少淬裂傾向。此外有些合金元素的如釩、鈮、鈦等有細化奧氏體晶粒的作用，減少鋼的過熱傾向，因而減少了淬裂傾向。

原始組織的影響
淬火前鋼件的原始狀態和原始組織對淬裂的影響很大。大量的生產實踐證明，在結構鋼中，鑄態、鍛造狀態、焊接狀態、熱軋狀態和冷軋狀態的工件，由于管理不當，遺漏了預備熱處理或未進行正確的預備熱處理，常常是造成淬火裂紋的重要原因。這些狀態，由于粗大的奧氏體晶粒和嚴重魏氏組織存在，或者未得到消除，重新淬火時，這些粗大組織將被“遺傳”，使得淬火馬氏體組織粗大，脆性增大，同時，由于粗大的原始組織引起組織的不均勻性增大，內應力增大，這些都導致了淬火開裂。

在工具鋼、軸承鋼中，淬火前原始組織中的珠光體的形態、數量和分布，以及碳化物的溶解數量、形態和分布對淬火開裂的傾向有很大的影響。片狀珠光體與球狀珠光體相比，在加熱溫度偏高易引起奧氏體晶粒長大，容易過熱，所以對原始組織為片狀珠光體的鋼件，必須嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。否則，將因鋼件過熱導致淬火開裂。

具有球狀珠光體原始組織的鋼件，在淬火加熱時，因為球狀碳化物比較穩定，在向奧氏體轉變過程中，碳化物的溶解較慢，往往殘留少量的碳化物，這些殘留碳化物阻礙了奧氏體晶粒長大，www.syfukang.com與片狀珠光體的比體積也較片狀珠光體的大，所以淬火后球狀珠光體比體積變化小。因此原始組織為均勻球狀珠光體的鋼對減少裂紋來說，是淬火前較理想的組織狀態。實踐證明，片狀珠光體較球狀珠光體淬裂傾向性大，在片狀珠光體中，片間距越小，淬裂傾向性越大。在工模具鋼中碳化物不均勻性對形成裂紋也有一定的影響。退火后網狀分布的碳化物是不允許的，這不僅因為鋼的淬裂傾向高，而且網狀碳化物的存在能降低工具的使用性能。

生產中，常常產生重復淬火開裂現象。東莞弘超實踐證明，這是由于二次淬火前未進行中間正火或中間退火所致。未經退火而直接二次淬火重新加熱時，奧氏體晶粒極易顯著長大，引起過熱。因為過熱時晶粒的長大受到一定的限制。另外，雖然淬火前的加熱能減少前一次淬火時的內應力，但是并不能完全消除。因此也需要退火來完全消除。最后，在多次重復淬火時，鋼件表面含碳量越趨降低。從而表層將形成細珠光體或碳較低比休積較小的馬氏體，內部形成淬火馬氏體。因表層組織的比體積小于內部的淬火組織，亦即由于內層比體積大而膨脹的結果，使表層受到強烈拉應力的作用。這種拉應力是造成裂紋的主要原因。

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文章來源：東莞市弘超模具科技有限公司 技術中心
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