nm500耐磨钢板钢件的淬火裂纹形成机理至今尚缺乏深入的研究。

　　大多数文献对淬裂的原因提出了一般性的认识。有的文献认为“工件表面或附近的拉应力是造成淬火裂纹的危险”。有的文献提出“马氏体点以下的快冷是造成淬火裂纹的主要原因”。多数文献认为淬火钢组织应力足够大，导致工件开裂。这些提法都有根据，但既不全面，也不深入，尤其是丝毫没有提及裂纹形成的微观机制，还仅仅停留在现象论阶段上。

　　较多的文献提及“当拉应力超过钢的断裂强度时才形成淬火脆性断裂。看来有三点认识是统一的：(1)淬火裂纹是拉应力作用下形成的;(2)淬火裂纹是脆性断裂;(3)内应力超过钢的断裂强度。毫无疑义，这些都是实验事实。然而如何探索淬火开裂的微观机理，目前研究报道极少，还没有形成系统的成熟的理论。

　　如上节叙及，淬火钢断口可分为穿晶准解理断裂和沿晶断裂。关于准解理断裂理论可参考有关论著。由于淬火钢件的开裂多为沿晶断口，所以本系列文章艾特贸易小编主要讨论马氏体沿原奥氏体晶界断裂的机理问题。

　　如上所述，钢件淬火内应力是复杂的，有导致淬裂的拉应力，也有与拉应力相平衡的压应力。淬火开裂发生在最大拉应力地带，且钢件开裂一般不会淬火裂透或全部断开，而以裂纹形式存在。但在外力如锤击、弯折作用下，钢件则会从裂纹处断开，形成断口。

　　最常见的淬火断口形态是瓷状断口，此外，还有萘状断口、石状断口等。图4-12为T10钢模具淬裂后取下的碎片，是细瓷状的。图4-13为GCr15钢淬火断口形貌的宏观照片。

　　T10钢淬裂碎片

　　图4-12 T10钢淬裂碎片

　　瓷状断口是过共析钢，某些合金钢经淬火或淬火加低温回火后的一种正常断口。宏观形貌具有绸缎光泽、致密，类似于细瓷器断口，呈亮灰色。瓷状断口的微观形貌以穿晶准解理断裂为止，有时伴有少量的沿晶断裂。

　　萘状断口在淬火高速钢中可以见到。钢件在正常淬火温度下经受多次重复淬火(淬火后未经中间退火而重淬)，断口就会出现萘状。即使在较低的1150℃下重复淬火，也会出现萘状。随着淬火温度的升高和重复次数的增加，萘状也随之愈加严重。因此高速钢出现萘状并不是过热引起的，它与合金结构钢中萘状断口起因不同。

　　萘状断口的特征是：断口上有呈弱金属光泽的亮点或小平面。用掠射光线照射时，由于各个晶面位向不同，这些亮点或小平面闪耀着萘晶体般的光泽。萘状断口是一种粗晶的穿晶断口。图4-14是高速钢淬火萘状断口的宏观形貌，其微观形貌是穿晶准解理断口，见图4-15。

　　石状断口是钢材过热淬火造成的。淬火nm500耐磨钢板的过热石状断口与正常的过热石状断口有着本质的不同，后者属于延性的沿晶断裂，是以小球状MnS为源的沿晶韧窝状断口。而前者淬火钢断口则是脆性的冰糖块状断口，晶界面光滑平整，根本不显示任何塑性变形痕迹。断口平齐，呈现银灰色的色泽，可见到明显的结晶颗粒，在光学显微镜下可见到脆断小平台，又好像结晶状断口。从微观上看，这种断口是沿晶断裂，但也混杂着少许穿晶准解理断裂，如图4-16所示。

　　W18Cr4V高速钢纵向断口上的萘状断口

　　图4-14 W18Cr4V高速钢纵向断口上的萘状断口

　　常用高碳工具钢在正常淬火温度为瓷状断口，在过热情况下得到石状断口。从微观上看，淬火温度低时，断口以穿晶准解理断裂为主;断口过热淬火时，以沿晶断裂为主。穿晶断裂和沿晶断裂总是混合存在的。

　　将45号钢、T7、T8、T10、CrWMn，GCr15等钢加工成Φ10~15mrn试样，或10mm×10mm×55mm试样，试样切有“V”形槽口’，加热到不同温度，充分保温，盐水淬火，得马氏体组织，并淬裂取得断口，在扫描电镜下观察淬火断口形态。

　　观察800~1300℃不同加热温度下的淬火钢断口形态发现，上述各种碳钢和合金钢均随淬火温度的升高，在宏观上从瓷状断口向石状断口转化;在微观上从穿晶准解理断口向沿晶断口转化。其转化趋势依各类钢的奥氏体晶粒粗化过程相适应。如T8钢在900℃加热淬火时，奥氏体晶粒仍然较细(约8级)，其微观断口包括穿晶断裂和沿晶断裂两种形貌，各占50%左右，是混合型断口;当加热到1000℃时，晶粒粗化(约6级)，断口基本上属于沿晶断裂。

　　温度愈高，沿晶断裂倾向愈大。图4-17列举了CrWMn钢在6个加热温度下的淬火断口形态。由图可见，800℃加热时奥氏体晶粒细小，约9级以上，宏观断口为瓷状;微观断口基本上是穿晶准解理断裂，但混有少量沿晶断裂成分。当加热到900℃以上时，晶粒逐渐粗化而变为沿晶断裂的断口，穿晶准解理成分越来越少。这时，断口形貌为冰糖块状，其上分布着少量穿晶准解理断口。从图4-17b~f可见，随奥氏体晶粒的粗化，冰糖块状也愈加粗大。

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