某工程籃式過濾器筒體材質(zhì)為45鋼,含碳量比較高,達到0.45%,馬氏體比容較大,因此淬火時變形開裂的傾向也比較大,調(diào)質(zhì)工藝為:810℃~830℃×30min預冷鹽淬,540℃~560℃×45min空冷,但往往淬火結束還未入爐回火時,即在猝火冷卻的后期,馬氏體相變基本結束或完全冷卻后,就發(fā)現(xiàn)多數(shù)筒體開裂。
按照熱處理理論,淬火裂紋的產(chǎn)生是由于內(nèi)應力超出了材質(zhì)的強度極限所致,而內(nèi)應力又包括表面與心部的溫差引起的體積膨脹不均勻產(chǎn)生的熱應力和由相變不同及組織不均勻產(chǎn)生的組織應力在淬火冷卻的后期,籃式過濾器筒體中的內(nèi)應力超過鋼的斷裂強度而引起了脆性破壞,經(jīng)過對失效筒體外觀形貌的觀察和分析發(fā)現(xiàn),裂紋形狀基本為弧形裂紋,靠近臺階根部沿圓周方向分布。
在排除了原材料方面原因情況下,對弧形裂紋的產(chǎn)生進行了深入的分析并結合相關論據(jù)得出符合實際的結論,弧形裂紋易在工件棱角、截面突變厚薄懸殊或有尖角部位出現(xiàn),因為這些部位正是應力集中的地方,其應力值要超過正常值數(shù)倍,并且在三向應力的作用下,鋼的塑性變形更難進行,脆性增加,當應力值超過材質(zhì)的強度極限時即發(fā)生斷裂。
從籃式過濾器筒體裂紋的分布走向來看,也符合我們的分析,即由于臺階處懸殊的壁厚和粗車時清根后的直角,造成淬火時局部的應力集中,導致了該處開裂。
通過分析和討論諸多可能導致筒體開裂的因素,筆者認為結構尺寸的不合理是筒體淬火冷卻后期開裂的主要原因,臺階處厚薄相差10mm,根部呈90,形成了尖角,未經(jīng)圓弧過渡,在加熱和急冷卻過程中,引起了應力集中,而裂紋的走向與形狀也印證了這一點,故臺階部位粗車尺寸的不合理是籃式過濾器筒體開裂的主要原因,而工藝、設備、淬火劑是裂紋產(chǎn)生的次要因素。
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