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橫向裂紋和弧形裂紋

    這種裂紋往往是大鍛件（軋棍和汽輪機轉(zhuǎn)子或其他軸類零件）熱處理時最常見的斷裂形式之一。

圖示為40Cr鋼軋輥正火－回火后放置15小時后．在頸部上發(fā)生的斷裂斷口。 斷口特點是垂直于軸向方向。斷摳的中心附近有破壞的起點， 以此為中心向四周有放射的斷裂擴張痕跡， 然后才撕裂而脆斷的。

橫向斷裂：從應(yīng)力角度分析屬于熱應(yīng)力所引起的。即與后面討論的弧形裂紋屬于同類型。 大鍛件往往存在有較嚴(yán)重的冶金缺陷， 如氣孔、 夾雜、 鍛造裂紋和白點等。這些缺陷成為斷裂的起點。在不斷增加內(nèi)應(yīng)力和氫原子的聯(lián)合作用下， 開始形成微細(xì)裂紋， 在緩慢擴張后最終發(fā)生突然斷裂。

    另外， 有時在橫向斷的工件中看不出明顯的斷裂的破壞起點， 就像刀子切的一祥。 這往往也是較脆材料在熱應(yīng)力作用下 所引起的斷裂。

    弧形裂紋， 與縱向裂紋或橫向裂紋均不同。 主要產(chǎn)生于工件的內(nèi)部或在尖銳棱角及孔洞附近， 即易于造成應(yīng)力集中處。 如工件的厚度不大， 則裂紋將以弧形分布在棱角附近的鋼件內(nèi)部，這種弧形裂紋有時還蔓廷到工件的表面， 所示。 通常稱為內(nèi)部弧形裂紋。

    弧形裂紋往往發(fā)生在未淬透的或者經(jīng)過滲碳淬火的工件上。例如， 直徑或厚度在 80~100 毫米以上的高碳鋼制件， 在淬火加熱時溫度偏低或冷卻不充分對， 往往易于產(chǎn)生這種弧形裂紋。這時，由于工件表層的淬火組織與心部原始組織相比， 具有較大的比容而膨脹。但這種膨脹卻受到心部的牽制作用， 故表層呈現(xiàn)壓應(yīng)力狀態(tài)， 內(nèi)部如受拉應(yīng)力的作用。其淬火應(yīng)力分布如圖所示：

弧形裂紋就產(chǎn)生在拉應(yīng)力最大的峰值地區(qū)內(nèi)。弧形裂紋之所以易于在工件棱角處出現(xiàn)， 主要是由于棱角處在淬火后具行體積拉應(yīng)力。在這種三向拉應(yīng)力的作用下， 鋼的塑性變形難以進(jìn)行， 故強大的內(nèi)應(yīng)力難于通過鋼件的局部塑性變形而得到松弛。因而在這些地方極易形成悴火裂紋。