存在于淬火件不同部位上能引起應力集中的因素(包括冶金缺陷在內),對淬火裂紋的產(chǎn)生都有促進(jìn)作用,但只有在拉應力場(chǎng)內(尤其是在最大拉應力下)才會(huì )表現出來(lái),若在壓應力場(chǎng)內并無(wú)促裂作用。
淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決定殘余應力的重要因素,也是一個(gè)能對淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達到淬火的目的，通常必須加速零件在高溫段內的冷卻速度,并使之超過(guò)鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應力而論,這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值,故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。其效果將隨高溫冷卻速度的加快而增大。而且,在能淬透的情況下,截面尺寸越大的工件,雖然實(shí)際冷卻速度更緩,開(kāi)裂的危險性卻反而愈大。這一切都是由于這類(lèi)鋼的熱應力隨尺寸的增大實(shí)際冷卻速度減慢,熱應力減小,組織應力隨尺寸的增大而增加,最后形成以組織應力為主的拉應力作用在工件表面的作用特點(diǎn)造成的。并與冷卻愈慢應力愈小的傳統觀(guān)念大相徑庭。對這類(lèi)鋼件而言,在正常條件下淬火的高淬透性鋼件中只能形成縱裂。避免淬裂的可靠原則是設法盡量減小截面內外馬氏體轉變的不等時(shí)性。僅僅實(shí)行馬氏體轉變區內的緩冷卻不足以預防縱裂的形成。一般情況下只能產(chǎn)生在非淬透性件中的弧裂,雖以整體快速冷卻為必要的形成條件，可是它的真正形成原因,卻不在快速冷卻(包括馬氏體轉變區內)本身,而是淬火件局部位置(由幾何結構決定),在高溫臨界溫度區內的冷卻速度顯著(zhù)減緩,因而沒(méi)有淬硬所致。產(chǎn)生在大型非淬透性件中的橫斷和縱劈,是由以熱應力為主要成份的殘余拉應力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心處,首先形成裂紋并由內往外擴展而造成的。為了避免這類(lèi)裂紋產(chǎn)生，往往使用水--油雙液淬火工藝。在此工藝中實(shí)施高溫段內的快速冷卻,目的僅僅在于確保外層金屬得到馬氏體組織,而從內應力的角度來(lái)看,這時(shí)快冷有害無(wú)益。其次,冷卻后期緩冷的目的,主要不是為了降低馬氏體相變的膨脹速度和組織應力值,而在于盡量減小截面溫差和截面中心部位金屬的收縮速度,從而達到減小應力值和最終抑制淬裂的目的。
