淬火裂紋是指在淬火過程中或在淬火后的室溫放置過程中產(chǎn)生的裂紋。后者又叫時效裂紋。造成淬火開裂的原因很多，在分析淬火裂紋時，應(yīng)根據(jù)裂紋特征加以區(qū)分。

一、淬火裂紋的特征

在淬火過程中，當(dāng)淬火產(chǎn)生的巨大應(yīng)力大于材料本身的強度時，便會導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。淬火裂紋往往是在馬氏體轉(zhuǎn)變開始進(jìn)行后不久產(chǎn)生的，裂紋的分布則沒有一定的規(guī)律，但一般容易在工件的棱角槽口、截面突變處形成。

在顯微鏡下觀察到的淬火開裂，可能是沿晶開裂，也可能是穿晶開裂；有的呈放射狀，也有的呈單獨線條狀或呈網(wǎng)狀。

因在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)的冷卻過快而引起的淬火裂紋，往往是穿晶分布，而且裂紋較直，周圍沒有分枝的小裂紋。

因淬火加熱溫度過高而引起的淬火裂紋，都是沿晶分布，裂紋尾端尖細(xì)，并呈現(xiàn)過熱特征：結(jié)構(gòu)鋼中可觀察到粗針狀馬氏體；工具鋼中可觀察到共晶或角狀碳化物。

表面脫碳的高碳鋼工件，淬火后容易形成網(wǎng)狀裂紋。這是因為，表面脫碳層在淬火冷卻時的體積脹大比未脫碳的心部小，表面材料受心部膨脹的作用而被拉裂呈網(wǎng)狀。

二、非淬火裂紋的特征

淬火后發(fā)生的裂紋，不一定都是淬火所造成的，一般可根據(jù)下面的特征來區(qū)分。

淬火后發(fā)現(xiàn)的裂紋，如果裂紋兩側(cè)有氧化脫碳現(xiàn)象，則可以肯定裂紋在淬火之前就已經(jīng)存在。淬火冷卻過程中，只有當(dāng)馬氏體轉(zhuǎn)變量達(dá)到一定數(shù)量時，裂紋才有可能形成。與此相對應(yīng)的溫度，大約在250℃以下。在這樣的低溫下，即使產(chǎn)生了裂紋，裂紋兩側(cè)也不會發(fā)生脫碳和出現(xiàn)明顯氧化。所以，有氧化脫碳現(xiàn)象的裂紋是非淬火裂紋。

如果裂紋在淬火前已經(jīng)存在，又不與表面相通，這樣的內(nèi)部裂紋雖不會產(chǎn)生氧化脫碳，但裂紋的線條顯得柔軟，尾端圓禿，也容易與淬火裂紋的線條剛健有力，尾端尖細(xì)的特征區(qū)別開來。

三、實例分析

實例一：

40Cr鋼制成的轉(zhuǎn)子軸，經(jīng)鍛造、淬火后發(fā)現(xiàn)裂紋。裂紋兩側(cè)有氧化跡象，經(jīng)金相檢驗，裂紋兩側(cè)存在脫碳層，而且裂紋兩側(cè)的鐵素體呈較大的柱狀晶粒，其晶界與裂紋大致垂直。結(jié)論：裂紋是在鍛造時形成的非淬火裂紋。

當(dāng)工件在鍛造過程中形成裂紋時，淬火加熱即引起裂紋兩側(cè)氧化脫碳。隨著脫碳過程的進(jìn)行，裂紋兩側(cè)的碳含量降低，鐵索體晶粒開始生核。當(dāng)沿裂紋兩側(cè)生核的鐵素體晶粒長大到彼此接觸后，便向離裂紋兩側(cè)較遠(yuǎn)的基體方向生長。由于裂紋兩側(cè)在脫碳過程中碳濃度的下降，也是由裂紋的開口部位向內(nèi)部發(fā)展，因而為鐵素體晶粒的不斷長大提供了條件，故最終長大為晶界與裂紋相垂直的柱狀晶體。