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簡析Cr12MoV鋼軋輥的中頻淬火設備淬火過程

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簡析Cr12MoV鋼軋輥的中頻淬火設備淬火過程
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編輯時間 : 2020-09-28
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滕州市新科星電子設備有限公司是以發展高科技產品,實現科研成果產業化的高新技術公司。專業從事高頻感應加熱. 中頻感應加熱的開發和生產企業,公司技術全部系自主開發,始終堅持科技創新,專業的開發出系列高頻感應加熱設備,中頻感應加熱設備。


Cr12MoV鋼軋輥用于小四輪拖拉機后輪初軋加工,生產中,軋輥經中頻淬火設備淬火后發現裂紋,并導致了工件斷裂報廢。


軋輥淬火后,停留期間首先出現自內孔鍵槽底尖角部位輻射狀裂紋,隨后發現R80圓狐面產生波浪式裂紋,此后,內孔表面又產生不少新的輻射狀裂紋,時間持續一周。軋輥坯件中頻淬火設備淬火后硬度為207-225HBW; 工件淬火工藝顯示,軋輥熱處理后要求硬度為58-64HRC,表面淬硬層深度>10mm。


失效軋輥淬火后硬度為54- 57HRC,可見軋輥處理后硬度偏低4-7HRC

分析認為,Cr12MoV鋼軋輥950℃加熱奧氏體化時,由于碳與合金元素在奧氏體中飽和度較低,使馬氏體轉變點升高,導致工件淬火后馬氏體量與剩余碳化物量增加,而殘留奧氏體量下降,工件截面淬透,因馬氏體轉變體積膨脹產生很大應力,這是裂紋萌生和擴展的主要原因。


另一方面,工件冷卻15min后,表面溫度約160℃,而軋輥心部高于160℃,繼續進行馬氏轉變,使工件形成表面受壓應力而心部受拉應力的應力狀態;而心部馬氏體轉變使工件應力狀態重新分布,由于不同時發生組織轉變,工件表層產生較大應力,淬火后工件組織轉變并未完成,這為淬火后停留時裂紋萌生擴展和軋輥斷裂留下了隱患。


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軋輥950℃淬火加熱,Ms約250℃,Mf約lOO℃,軋輥淬火后空冷至室溫,殘留奧氏體繼續向馬氏體轉變,因此又產生馬氏體不同時轉變,表層先轉變硬化受到心部后轉變的組織應力,和熱應力疊加在軋輥內孔鍵槽底部區域產生應力集中拉應力,當拉應力大于材料抗拉強度時,發生開裂。軋輥外圓及兩端面出現的切向和徑向裂紋,緣出于此。


根據上述分析,尺寸較大的Cr12MoV鋼軋輥在950℃淬火后應力大和不足是造成工件斷裂的主要原因。


因此,工藝改進應增加補充淬火,以消除應力,穩定組織,避免應力過大引發淬火裂紋和斷裂隱患。改進工藝為:淬火后,軋輥立即進行180-200℃淬火二次,以減少組織應力,可去除工件于裂缺陷。


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