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在nm450耐磨板淬火時(shí)含碳量對(duì)裂紋的影響是不可忽視的，源達(dá)旺小編就先來聊一聊到底nm450耐磨板含碳量對(duì)淬火裂紋的影響有多大。
1.含碳量對(duì)斷裂強(qiáng)度的影響
含碳量的增加，降低馬氏體的斷裂強(qiáng)度。根據(jù)脆性固體理論斷裂強(qiáng)度公式：
(5-1)
式中，E為彈性模量;γ為表面能;d為原子面間距。多晶體α鐵的理論斷裂強(qiáng)度約為40000MPa。馬氏體的斷裂強(qiáng)度應(yīng)低于此值，但尚缺少研究，只可作一般理論推斷。
從式5-1可見，σmax值隨E、γ、d值而變化，設(shè)γ不變，僅討論E值、d值隨含碳量增加而變化的情況。
固溶體中隨溶質(zhì)濃度提高，彈性模量E的變化趨向是和固相線的走向一致的。在Fe-C合金中，隨鋼的含碳量增加，固相線是不斷降低的。如Fe-C相圖的J點(diǎn)到E點(diǎn)，含碳量由0.17% C升高到2.11% C，固相線溫度則由1495℃降到1148℃。因此含碳量提高，馬氏體中鐵原子間結(jié)合力降低，彈性模量是降低的。普通中碳鋼淬火熱處理使馬氏體彈性模量降低10%。
根據(jù)式5-1，彈性模量E的降低，斷裂強(qiáng)度值也隨之降低。
式5-1中的d值也與含碳量有關(guān)。淬火馬氏體的準(zhǔn)解理斷口取向是沿鐵素體的{100}面。正方馬氏體的c軸較長，(001)M面的間距較大，因此可能沿(001)面斷裂，而(001)面的間距d即為軸長c，c值是含碳量的函數(shù)：
c=a0+0.116w(C) (5-2)
式中，a0是α-Fe的點(diǎn)陣常數(shù)，為0.286nm?？梢姾剂吭黾?，c值變大。c值相當(dāng)式5-1中的d值，因此，nm450耐磨板含碳量的增加使斷裂強(qiáng)度降低。
此外，隨馬氏體中含碳量增加，位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)閷\晶亞結(jié)構(gòu);淬火顯微裂紋也會(huì)增加;這些都增加了馬氏體的脆性，降低斷裂強(qiáng)度。圖5-3為含碳量對(duì)淬火鋼斷裂強(qiáng)度的影響，由圖5-3可見，從中碳到高碳，淬火態(tài)鋼的斷裂強(qiáng)度值迅速降低，增加淬裂敏感性。
不過，含碳量僅為亞共析鋼范圍，對(duì)于過共析鋼來說，繼續(xù)增加含碳量對(duì)淬裂傾向的影響與淬火加熱溫度有關(guān)。如果加熱溫度在Ac1~Acm之間，奧氏體中的固溶碳量變化不大，并且有較多的未溶解的滲碳體或合金碳化物。淬火后得到馬氏體基體上分布著粒狀碳化物。這種復(fù)相組織的彈性模量要按兩相整合后的體積比例的平均值計(jì)算。由于碳化物的熔點(diǎn)或分解溫度較高，彈性模量較大，因此這種復(fù)相組織的模量E值可能有所增加。這時(shí)淬火鋼的開裂傾向變化不大。
然而，若將過共析鋼加熱到Acm以上，進(jìn)行過熱淬火，這時(shí)碳全部溶入奧氏體中，且奧氏體晶粒粗化，淬火時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榇执筢槧?片狀)或蝶狀馬氏體組織，這會(huì)增加顯微局部應(yīng)力，甚至形成顯微裂紋。因此，高碳馬氏體的斷裂強(qiáng)度更低，更加脆化，增加了淬裂傾向。
2.對(duì)宏觀內(nèi)應(yīng)力的影響
nm450耐磨板鋼中含碳量增加時(shí)，宏觀內(nèi)應(yīng)力也向促進(jìn)淬裂方向發(fā)展。含碳量增加，熱應(yīng)力影響變?nèi)酰嘧儜?yīng)力的影響加強(qiáng)。水中淬火時(shí)，表面壓應(yīng)力變小，而中間部位的拉應(yīng)力極大值向表面靠近。油中淬火時(shí)，表面拉應(yīng)力變大。所有這些都增加淬火開裂傾向。
3.淬裂-Ms-含碳量的關(guān)系
隨著含碳量的增加，Ms點(diǎn)降低。不同碳濃度的Fe-C合金的Ms點(diǎn)為：
Ms≈520 - 320×w(C) (5-3)
可見碳濃度與Ms點(diǎn)呈線性關(guān)系。由圖5-4可見，與Ms-含碳量的直線關(guān)系相適應(yīng)，淬裂與不淬裂的傾向也有相對(duì)應(yīng)的變化。圖5-4中顯示，淬火開裂發(fā)生在0.4%C以上，Ms點(diǎn)在330℃以下的鋼中。而含碳量低于0.4%，Ms點(diǎn)在330℃以上的鋼并不容易產(chǎn)生淬火裂紋。由此可見，為了避免零件淬裂，可以選用0. 4%C以下的鋼種。如日本某公司專門使用S35C(35號(hào)鋼)制造機(jī)械零件，進(jìn)行水中淬火，避免淬裂事故。
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