高碳馬氏體鋼球采用超音頻感應退火設備進行淬火，產生開裂缺陷的原因及其改進工藝

鋼球是球磨機的重要零件，其材料為T7或T8鋼。球磨機鋼球要求耐磨性高，并且韌性良好，鋼球表面硬度>60HRC。某廠生產直徑為120mm鋼球，通常采用鍛后余熱淬火處理，鍛造溫度為1050℃，終鍛溫度為850℃，隨后鋼球淬入40-60℃水中。生產中發現，該方式處理的鋼球超過50%出現裂紋開裂失效，嚴影響產品質量和經濟效益。 

開裂鋼球宏觀檢驗發現，原材料方坯斷面平整，呈脆斷特征；工件斷裂面位于鋼球中心部位；鋼球中心線上裂紋平直，上下兩方向裂紋線為弧狀；斷面中間發現木紋狀斷口，距表面20mm部位斷口平齊，有金屬光澤，呈晶粒粗大脆性斷口特征。掃描電鏡微觀觀察斷口形貌，開裂鋼球微觀斷口為解理斷口形貌；而距表面20mm區域，以脆性斷裂為主，并有少量韌性斷裂。另一斷裂鋼球觀察發現，斷面附近出現裂紋，局部斷口呈棕紅色，其斷裂方式為沿晶斷裂．其晶粒十分粗大。這表明鋼球鍛造加熱中，存在熱脆或過燒缺陷

分析認為，鋼球淬火開裂與鍛造及熱處理工藝密切相關。鍛造加熱時間或溫度控制不當，造成鋼球過熱或過燒，故晶粒粗大，工件韌性下降。另一方面，直徑120mm鋼球中心部位鍛造變形小，冷卻速度也較小，因而該部位再結晶晶粒粗大，造成鋼球裂紋斷裂最易先在中部發生。從熱處理工藝分析，由于進行鍛后余熱淬火，鋼球未進行球化退火處理，故晶粒粗大，并存在帶狀組織,同時，淬火馬氏體中碳含量很高，鍛后淬火中入水溫度偏高，使鋼球淬火應力增大。分析認為，直徑120mm鋼球采用水冷淬火，溫度分布很不均勻，形成很高的組織應力，其表面呈壓應力狀態，內部為拉應力，內部拉應力是造成工件斷裂的主要原因。此外，鋼球水淬冷卻能力強，且工件內層狀組織粗大，接近心部處存在較硬的組織，使工件心部韌性差，存在裂紋開裂隱患。工件生產中淬火后未及時回火，淬火后應力很高而沒有得到消除和釋放，從而導致鋼球開裂損壞。 

綜上分析，提出高碳馬氏體鋼球防止開裂工藝改進措施如下：   

(1)鍛造。加大鍛造比，嚴格鍛造工藝控制，防止鍛后心部組織粗大。   

(2)在用超音頻感應加熱設備進行淬火前，應增加球化退火，細化組織，使工件淬火后呈細針狀（細片狀）馬氏體，防止淬火后產生粗大組織。   

(3)降低鋼球淬火入水溫度，提高出水溫度，可使工件淬火應力明顯減小和緩和。   

(4)淬火后及時回火，消除淬火應力，穩定組織，進一步去除工件產生開裂的隱患。   

小編簡單的講述了高碳馬氏體鋼球淬火開裂的原因以及工藝改進，許多采用上述工藝改進后，鋼球淬火開裂失效現象消除，工件熱處理后質量優良，生產運行良好。小編也希望您在看看本文的理論知識后，及時應用到工作中去，生產出高質量的高碳馬氏體鋼球。