鋼球是球磨機(jī)的重要零件，其材料為T7或T8鋼。球磨機(jī)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(chǎn)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(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，該方式處理的鋼球超過(guò)50%出現(xiàn)裂紋開(kāi)裂失效，嚴(yán)影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。 

開(kāi)裂鋼球宏觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)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(kāi)裂鋼球微觀斷口為解理斷口形貌；而距表面20mm區(qū)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(fā)現(xiàn)，斷面附近出現(xiàn)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(guò)燒缺陷

分析認(rèn)為，鋼球淬火開(kāi)裂與鍛造及熱處理工藝密切相關(guān)。鍛造加熱時(shí)間或溫度控制不當(dāng)，造成鋼球過(guò)熱或過(guò)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(jié)晶晶粒粗大，造成鋼球裂紋斷裂最易先在中部發(fā)生。從熱處理工藝分析，由于進(jìn)行鍛后余熱淬火，鋼球未進(jìn)行球化退火處理，故晶粒粗大，并存在帶狀組織,同時(shí)，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(yīng)力增大。分析認(rèn)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(yīng)力，其表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)，內(nèi)部為拉應(yīng)力，內(nèi)部拉應(yīng)力是造成工件斷裂的主要原因。此外，鋼球水淬冷卻能力強(qiáng)，且工件內(nèi)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(kāi)裂隱患。工件生產(chǎn)中淬火后未及時(shí)回火，淬火后應(yīng)力很高而沒(méi)有得到消除和釋放，從而導(dǎo)致鋼球開(kāi)裂損壞。 

綜上分析，提出高碳馬氏體鋼球防止開(kāi)裂工藝改進(jìn)措施如下：   

(1)鍛造。加大鍛造比，嚴(yán)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(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行淬火前，應(yīng)增加球化退火，細(xì)化組織，使工件淬火后呈細(xì)針狀（細(xì)片狀）馬氏體，防止淬火后產(chǎn)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(yīng)力明顯減小和緩和。   

(4)淬火后及時(shí)回火，消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定組織，進(jìn)一步去除工件產(chǎn)生開(kāi)裂的隱患。   

小編簡(jiǎn)單的講述了高碳馬氏體鋼球淬火開(kāi)裂的原因以及工藝改進(jìn)，許多采用上述工藝改進(jìn)后，鋼球淬火開(kāi)裂失效現(xiàn)象消除，工件熱處理后質(zhì)量?jī)?yōu)良，生產(chǎn)運(yùn)行良好。小編也希望您在看看本文的理論知識(shí)后，及時(shí)應(yīng)用到工作中去，生產(chǎn)出高質(zhì)量的高碳馬氏體鋼球。