hair cracks caused by improper initial microstructure from an oil-quenched AISI 1045.
A
B
上: 高週波硬化層, 其中白色區為麻田散鉄(M), 白色區域中掺雜著少量黑色區域. 這些黑色區域是淬火沒有成功變態成麻田散鉄的部份 通稱之為”非麻組織” ---(非M組織). 它包括肥粒鉄, 波來鉄, 變韌鉄.
照片C~F中箭頭所指的細黑線為”非麻田散鉄組織”. 淺色部份是強度很高的麻田散鉄. 卻被這些低強度的非M組織給隔開. 淬火冷卻產生的應力就從這些黑線區把材料拉出微裂, 也就是孔口所見的毛裂. 為何毛裂只見於孔口? 因為這個區域高週波淬火前的金相組織不正確. -----有許多的肥粒鉄存在. 下面 照片G~K中白色區域是肥粒鉄. 暗色部份是波來鉄. 這是調質沒成功的組織. 所謂調質, 是將波來鉄+肥粒鉄的初始組織, 全部轉變為麻田散鉄(HRC55~60)後, 再以500~ 600C高溫回火把硬度降到HRC 30~40 之間. 其目地之一就是要消除肥粒鉄, 為後續的高週波淬火做準備. 高週波淬火加熱時間短促, 加熱前有肥粒鉄存在時, 不易得到均一的麻田散鉄組織(即有非M組織出現), 就會產生額外的應力而拉出像此例中的毛裂出來.
C
D
E
F
above: non-Martensitic products weakened the tensile strength of this Q/T axle. below: microstrcture before induction hardening.
G
H
J
K
調質沒成功, 不能歸咎於做調質的熱處理廠. 該材料為S 50C . 以水淬淬火所能得到100%麻田散鉄的深度, 最多也只有4~ 5 mm .(請參考下圖). 該材料毛胚質量又大.這個全M的深度會更淺. 整塊調質後再車Φ90的孔, 挖出來的孔內面上的組織(見上面照片G~K所示)根本都不是調質的組織.
正確的工序應該是: 先粗車Φ90的孔後再做調質, 調質後才精車. 這樣做, 高週波淬火前孔內才是正確的全M組織.
參考圖
AB之間的虛線為一界線, 虛線左邊組織為麻田散鉄. 虛線右邊則開始有非M組織出現. 離此界線越遠, 非M組織越多(肥粒鉄越大塊)也就越容易產生毛裂. 高週波淬火前表皮如果有4~ 5 mm深的麻田散鉄層. 淬火就不易生微裂.
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