齿轮钢材的化学成分对淬火裂纹形成的可能性,主要是其对钢的淬透性、残留奥氏体数量、晶粒度及表面脱碳等方面的影响。在一定的淬火冷却介质中冷却淬火时钢的化学成分对热处理裂纹形成的影响,是由于其能够改变齿轮的内应力分布与应力集中的敏感性和力学性能。合金元素对应力集中的影响,则主要是由于合金元素对锇的组织结构影响的结果。
钢中碳元素对形成裂纹的影响
碳元素对形成裂纹的影响碳元素是决定齿轮淬火硬度的重要元素。试验已经证明,在钢中含有的所有元素中,碳元素对工件力学性能的影响最大。即淬火工件的力学性能主要取决于马氏体中的含碳量。如图9-10所示,随着淬火工件组织中马氏体的含碳量的增加(一直增加到wc=0.8%为止),钢材的脆断强度 (S)不断下降。这是由于不同含碳量的马氏体晶格具有不同的弹性畸变(弹性畸变是指金属在一定外力作用下,先产生弹性畸变,当外力去除后,畸变随即消除而恢复原状)的原因。对于亚共析钢而言,淬火工件中含碳量越高,其晶格弹性畸变越大,则脆断强度越低。另一方面,随着含碳量的增加,其组织应力也有所增大。因组织应力作用的结果,使工件表面具有危险的拉应力。因此,淬火裂纹倾向将随着含碳量的增多而增大。