理化知识：马氏体的显微裂纹

 

显微裂纹是由宏观应力作用造成的，只有在显微镜下才能看到。显微裂纹能降低淬火工件的强度和塑性。显微裂纹在淬火应力的作用下将可能发展成宏观裂纹。



显微裂纹的形成机理

马氏体显微裂纹的形成机理至今尚未完全搞清楚。一般认为显微裂纹的产生是：马氏体在高速长大过程中相互撞击，也可能是由于马氏体和奥氏体晶界或其他杂质相碰撞所造成的。因为碰撞产生了很高的应力场，由于针状马氏体又比较脆，不能借助塑性变形来松弛应力，故易产生显微裂纹。

显微裂纹形成的敏感度Sv

单位马氏体体积内出现显微裂纹的面积



影响Sv的主要因素

1）马氏体的形态  显微裂纹仅仅局限于片状孪晶马氏体中，在条状位错马氏体中未曾发现。这可能是因为条状马氏体相互平行生长，撞击的机会少的缘故。即使撞击，由于他本身塑性较好，也不会产生显微裂纹。

2）淬火介质的温度  试验表面显微裂纹形成敏感度Sv随淬火介质的温度降低而增加。

3）化学成分  化学成分主要是通过改变马氏体的相变点Ms的位置来影响显微裂纹的倾向。一般来说Ms越低。马氏体的孪晶倾向越大。越容易出现显微裂纹，马氏体中固溶碳含量越高，Ms越低，马氏体的脆性越大越容易形成显微裂纹，合金元素对显微裂纹的影响较小。

4）奥氏体的晶粒大小 试验发现：显微裂纹的形成敏感度随马氏体片长度增加而升高。



马氏体片越长显微裂纹的密度越大，另一方面较长的马氏体遭受其他马氏体碰撞和冲击的机会越多，因此裂纹也越多。理论研究和实践还发现马氏体片越长，撞击能量也越高，撞击应力越大。显微裂纹的数目和长度都增加。由于马氏体转变初期形成的马氏体片将横贯奥氏体晶粒其长度将与奥氏体直径相适应，因此显微裂纹的敏感度也随奥氏体晶粒的增大而升高。

预防和减少马氏体显微裂纹的措施



1）合理选择淬火稳定  选择尽可能低的淬火稳定，因为温度越低A晶粒度越细小，溶入A中的含碳量也越低。这两者均使M中产生的显微裂纹的倾向减少；

2）淬火后立即回火 约200度回火可使显微裂纹显著减少；

3）采取等温淬火获得下贝组织 减少显微裂纹；

4）对于渗碳零件采用重新加热淬火 可细化晶粒，减少裂纹敏感度，而渗碳钢直接淬火，晶粒粗大易产生显微裂纹。

不过马氏体显微裂纹对零件的影响，主要还是看是否会形成宏观裂纹，即在探伤的时候是否发现裂纹，若未在探伤时发现裂纹，经过回火后的零件是没有太大影响的。




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