十字刀（如图2-67所示）是手摇绞肉的关键零件，用45钢制作。技术要求是刃口锋利，不得有氧化皮，热处理硬度要求48.-53HRC。十字刀的加工工序为：下料一锻造一机加工一磨削一热处理一精磨。在热处理过程中常发现淬火裂纹。裂纹出现部位大多在四方形的四个角上，呈直线状；有些在刀臂的中心区，呈放射状。在分析产生裂纹的原因之后，制订切实可行的热处理工艺是问题的关键。

    1)试验方法。为确定十字刀的淬裂原因，故进行不同热处理工艺参数的淬火试验。盐浴处理，加热温度选取820℃、850℃、880℃，保温时间都取3min，淬火介质选用10℃、40℃、70℃的清水水（水温波动士5℃)。

    2)试验结果。十字刀淬火出现裂纹的概率与不同热处理工艺得到的淬火硬度列于下表中。

    试验结果说明：

    ①淬火加热温度升高，淬火开裂倾向增大，裂纹呈直线状，沿纵向分布。

    ②水温升高，淬火开裂倾向下降，淬火硬度下降。

    ③重复淬火后裂纹出现在刀臂上，呈放射状。

    ④盐水淬裂倾向小于清水。

    3)分析与讨论。

    ①淬火介质的冷却能力。在不同温度的冷却介质中淬火，其冷却能力是不同的，随着冷却速度的增大，在马氏体形成区域内出现裂纹的倾向加大。

    ②淬火裂纹形成的原因。十字刀淬火产生裂纹的物理本质是由于淬火冷却过程各处冷速不一，热收缩和相变膨胀共同作用的结果。

    ③讨论。根据十字刀淬火裂纹出现的特征，表明其是由组织应力所决定的。十字刀的厚度薄，热收缩与相变膨胀作用均减少，但热收缩减小较多，表面表现为小的拉伸，若超过材料的强度极限，就会造成淬火裂纹。淬火加热温度过高，造成过热，晶粒粗大，马氏体的强度降低，这种裂纹淬火应力并不起主要作用，它是由于淬火温度升高，尖角处应力集中剧烈，抗淬裂的能力大大降低而导致的。水温升高，使钢淬火过程的物理状态改变。随着水温的变化，钢在水中淬火时发生的传热现象改变，这时水的沸腾传热与非稳定传热的综合现象也随之变化。当水温升高时，冷却时伴随相变而产生潜热的温度升高，导致淬火硬度降低。淬盐水比淬清水的表面压缩大，拉伸变小，并向内部移动，这样由于热收缩用而引起强化，故淬火开裂的倾向减少。淬火应力不是由于淬火中冷却时间的大小引起的，而是由于工作的冷却不均_匀所致。如果能做到均匀冷却，裂纹也就不会产生了。过去认为在马氏体形成区域缓冷可防止淬火裂纹，而实际上淬火裂纹不是由冷却速度的大小所引起的，而是由冷却不均匀引起的。奥氏体-马氏体相变产生第一类组织应力是产生淬火裂纹的根本原因。而淬火应力是由工件表面与中心冷却的不均匀性所决定的。

    4)热处理工艺。根据试验结果及分析，对十字刀采取的热处理工艺是：820 -840℃ x3min 盐浴加热，出炉后空冷几秒钟，淬人10℃NaCl水溶液中，淬火介质的温度控制在30 -40℃。按上述工艺处理，质量稳定，裂纹大大降低。  

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