钢件在正常加热温度下的淬裂分析

正常加热温度下淬火裂纹以穿晶断裂为主、沿晶断裂为辅，其根本诱因仍为马氏体相变的不均匀应力及应变。奥氏体向马氏体转变时以奥氏体晶粒为体积膨胀单元。马氏体片（或板条）在奥氏体晶粒中形成时，在各晶向上胀缩不均等，如Fe-1.0％C合金的奥氏体向马氏体转变时，在[111]_γ方向收缩0.96％，在[011]_γ方向收缩3.1％，而在[211]_γ方向膨胀4.6％，这将在该奥氏体晶粒内产生巨大的不均匀应变。虽然一个奥氏体晶粒中可生成不同位向的马氏体片（或板条晶），减少各向胀缩的不均等性，自行调整应变和应变能，但是，马氏体片或板条束在一个奥氏体晶粒中的数目虽多，其位向却只有有限的几个。因此，不均匀应变可因奥氏体的协作变形而部分松弛，但奥氏体协作变形使位错密度增加，也被加工硬化。不均匀应变伴生着巨大的不均匀应力，这种应力在晶内及晶界处存在，在局部区域产生应力集中，如马氏体片交角相遇处、马氏体片领域间、马氏体板条束间。当应力足够大时，可能形成显微裂纹。这些微裂纹或显微应力集中的区域均可能成为穿晶断裂源。

在正常淬火温度下，奥氏体晶粒较细小，成分也不很均匀，还可能存在未溶解的碳化物，尤其是高碳钢在Ac_m加热以下淬火时得到隐晶马氏体，限制了马氏体片的生长。马氏体片细小且位向混乱程度大^[15]，因而奥氏体晶粒范围内的胀缩不均匀性变小，不均匀应变应力也较小。这种不均匀应力既存在于晶内，又存在于晶界处，削弱了结合。由于晶粒细小，晶界变形抗力大起了主导作用，限制了沿晶断裂的发生，这时转向以穿晶断裂为主。(www.xing528.com)

这些不均匀应力的拉应力集中的微区或存在显微裂纹的区域，在淬火宏观内应力或外加应力的作用下，与显微不均匀拉应力相叠加，就会导致钢件淬火的宏观开裂。