裂纹分类
裂纹分类
1 热酸浸试验发现调质后的原材料其周围表面上有贯穿试样全长的纵向裂纹。
在调质后发现纵裂的试样圆周上有2~3条裂纹。
这些裂纹均与表面成一定角度，略显弯曲，长1~2㎜不等。
其中一条裂纹从端部向内开裂至试样中心，此裂纹的延伸部分垂直于试样表面，宏观较直，横向酸浸试面上除裂纹外未发现其它明显的宏观缺陷。
2宏微观检测2.1断口分析横向断口分析，可见裂纹因走向不同而分为两部分，靠近表面的起始部分两壁非常光滑，呈沿加工方向伸长的细长带状组织，具有灰黑色的氧化颜色；与起始部位走向不同的裂纹延伸部分则无此现象。
2.2金相分析取调质后纵裂的横向取样，在金相显微镜下观察，靠近表面的裂纹起始部分两侧均有明显脱碳层，其内部充满非金相夹杂物，并可见灰色氧化物夹杂。
观察延伸到心部的裂纹末端，其尾部比较尖细，两侧无脱碳现象。
试样的基本组织为回火索氏体，为40Cr钢正常调质组织2.3轧材的宏观检验另抽查3支未经调质的原材料轧材，其中2支外表面陷约可见纵向裂纹，载取横向试样，磨抛后用4%硝酸酒精溶液浸蚀，宏观可见试样圆周上有明显与表面呈一定角度略显弯曲的裂纹，深约2㎜。
3分析与讨论3.1 由图2裂纹的宏观形貌可见，裂纹起始部分与一定角度，且较弯曲，拟是轧制不当，如变形工艺不合理及设备状态不正常，而形成的表面折叠。
有的肉眼可见，有的被轧制面掩盖，经酸洗后方能显示出来。
3.2根据图3的断口宏观形貌，裂纹起始部分在轧制过程中产生，且内壁已氧化，最后轧制道次不能使裂纹焊合。
在轧制过程中，裂纹内壁相互摩擦而形成延长加工方向伸长的金属流变条带。
3.3图4裂纹两侧的严重脱碳现象及裂纹内氧化铁皮被压入，充分说明裂纹的起始部分存在于淬火之前。
3.4由图2、图5可见，裂纹的延伸部分比较刚直，末端尖细，两侧无氧化脱碳现象，可确定为淬火裂纹。
而基本组织为40Cr正常调质组织——回火索氏体，因此推测裂纹非淬火工艺不当所引起。
3.5钢材纵裂对表面的任何小裂口应力集中敏感性最强，通过分析检验结果，对40Cr 钢拉伸、冲击试样纵裂的产生过程描述如下：3.5.1在钢材轧制过程中，由于轧制不当在钢材表面产生折叠或皱折，保留在钢材表面呈现为小裂口。
横向裂纹特征
横向裂纹特征1. 横向裂纹的定义和分类1.1 定义横向裂纹是指在材料的横向方向上出现的裂纹。
它与纵向裂纹（即沿着材料纤维走向的裂纹）不同，横向裂纹可以横断纤维束。
1.2 分类按照裂纹的特征和形成原因，横向裂纹可分为以下几类：1.疲劳裂纹：由材料在长期重复加载下引起的裂纹，常见于金属材料中的低周疲劳。
2.冲击裂纹：由于物体受到冲击或碰撞作用而产生的瞬时裂纹，常见于高强度材料和脆性材料中。
3.环向裂纹：须发展到材料横截面上的裂纹，与材料纤维束平行。
4.断裂裂纹：与环向裂纹类似，但是不一定须齐纹。
常见于缺损或裂纹的材料中。
5.腐蚀裂纹：由于腐蚀介质的作用，使得材料表面发生裂纹。
6.弯曲裂纹：由于材料受到弯曲应力而产生的裂纹。
2. 横向裂纹的特征和表现形式横向裂纹具有以下几个特征和表现形式：2.1 观察性表现横向裂纹的观察性表现可以通过肉眼或显微镜进行观察，主要包括以下几个方面：1.裂纹长度和宽度：横向裂纹沿着横截面展开，其长度和宽度可以视具体情况而有所不同。
2.裂纹分布和密度：横向裂纹的分布通常与材料的结构和加载条件有关，密度越大，材料强度越低。
3.裂纹形态：横向裂纹可以呈现不同的形态，如直线状、扭曲状、分叉状等。
2.2 影响因素横向裂纹的形成和扩展与多种因素有关，主要包括以下几个方面：1.材料的物理性质：材料的硬度、强度、韧性等物理性质会直接影响横向裂纹的形成和扩展。
2.材料的结构：材料的晶体结构、晶界性质等也会对横向裂纹的形成起到一定的作用。
3.加载条件：载荷的大小、方向、作用时间等都会对横向裂纹造成不同程度的影响。
2.3 检测方法为了及时发现和预防横向裂纹的形成和扩展，可以采用以下几种常见的检测方法：1.超声波检测：利用超声波的传播特性和反射特点进行材料的缺陷检测，可以准确地检测横向裂纹的位置和尺寸。
2.磁粉检测：利用磁性颗粒在磁场中的表现形式，通过观察磁性颗粒在材料表面的分布情况来判断是否存在横向裂纹。
裂纹分类-热裂纹讲解
(1)硫和磷 硫、磷几乎在各类钢中都会增高结晶裂纹的倾向，即使 是微量存在，也会使结晶区间大为增加。 硫和磷在钢中还能引起偏析。元素的偏析程度可 用下式表示：
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(2) 碳 碳在钢中是影响结晶裂纹的主要元 素，并能加剧其他元素的有害作用(如硫、 磷等)。国际上采用碳当量作为评价钢种 焊接性的尺度，可见碳的重要影响。
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以上仅从三个方面概要地讨论了冶 金因素对产生结晶裂纹的影响，它们之 间往往是相互影响、错综复杂的，有时 还是矛盾的。总之，对于结晶裂纹的机 理，影响因素等均须作进一步研究。
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(二)力学因素对产生结晶裂 纹的影响
产生结晶裂纹的影响因素是很复杂 的，但概括起来主要是冶金因素和力学 因素，二者之间既有内在的联系，又有 各自独立规律。对于各种情况下，产生 结晶裂纹的条件必须是冶金因素和力学 因素共同作用，二者缺一不可。
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是否产生结晶裂纹主要决定于 以下三个方面
a. 脆性温度区TB的大小 TB越大，由于焊缝收缩产生拉伸应力的作用时间也越 长，产生的应变量也越大，故产生结晶裂纹的倾向也 就越大。 TB大小主要决定于焊缝的化学成分、低熔共 晶的性质及分布、晶粒大小及方向性等。
b. 在脆性温度区内金属的塑性 在TB内焊缝金属的塑性越小，就越容易产生结晶裂纹。 c. 在脆性温度区内的应变增长率 在TB内，随温度下降，由于收缩产生的拉伸应力增大， 因而应变的增长率也将增大，这就容易产生结晶裂纹。
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(一)冶金因素对产生结晶裂纹 的影响
所谓纳晶裂纹的冶金因素主要是合 金状态图的类型、化学成分和结晶组织 形态等 1．合金状态图的类型和结晶温度区间
试验研究表明，结晶裂纹倾向的大小是随合金状态图结 晶温度区间的增大而增加。
焊接裂纹的分类
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车轴裂纹的分类
车轴裂纹的分类
车轴裂纹主要分为以下几类：
1.横裂纹：裂纹与车轴中心夹角大于50°时称为横裂纹。
2.纵裂纹：裂纹与车轴中心夹角小于50°时称为纵裂纹。
对于车轴裂纹的出现，可能是由于以下原因造成的：
1.损坏裂纹：轴承安装和拆卸不当，如用锤子等工具直接敲击轴承，用力过大或敲击力不均会使轴承端面、挡边和其他部位的裂纹或损坏。
2.疲劳裂纹：轴承在安装轴颈与轴承内孔时，轴承座与轴承圆柱面接触不良，滚道受力部分接触不均匀，使轴承套圈或滚动体产生裂纹。
3.硬脆裂纹：这种裂纹是由于轴承在制造过程中质量差或材料内部缺陷和热处理硬度高造成的。
4.振动裂纹：轴承在使用中受到很大的冲击载荷引起的裂纹。
以上就是车轴裂纹的分类和可能的原因，对于这些裂纹，我们可以通过一些方法来预防和修复，比如提高轴承的安装精度、改善材料质量、合理选用热处理工艺等，以确保车辆的安全运行。
裂纹分类
裂纹分类
凡是使金属的连续性被破坏的缺陷，而此种缺陷又具有一定的深度、长度和宽度，或直线或曲线状分布于钢材或工件表面或内部，即称裂纹。
裂纹的分类：
1. 按裂纹存在的形状和大小可分为：龟纹、“V型”纹、“y型”纹、“之状”裂纹、环状裂纹、鸡爪状裂纹、丝纹、发纹、裂纹、裂缝等宏观裂纹及微观裂纹。
2. 按裂纹存在于钢材或工件上的不同方向分为：纵裂纹、横裂纹即为定向裂纹等。
3. 按裂纹存在的不同部位分为：表皮裂纹、皮下裂纹、心部裂纹与钢锭的头部裂纹、中部裂纹、尾部裂纹及角部裂纹等。
4. 按裂纹产生的不同根源分为：铸造裂纹、锻造裂纹、轧制裂纹、拔制裂纹、研磨裂纹、淬火裂纹、焊接裂纹及疲劳裂纹等。
低倍组织结构内容
1. 偏析、疏松、气孔、树枝状结晶、缩孔、缩管、晶粒粗大、气泡翻皮、金属夹杂物、非金属夹杂物、裂纹等。
2. 在加热过程中产生的缺陷：过烧、氧化铁皮、脱碳层、晶粒粗大、斑疤、夹层、重皮、皱纹、裂纹、飞边、折叠、白点等。
焊接裂纹的分类
焊接裂纹的分类焊接裂纹是指在焊接过程中或焊接后，由于内部应力、冷却速度等因素的影响，导致焊接接头内部或表面产生的裂纹。
根据裂纹的产生原因和裂纹形态不同，可以将焊接裂纹分为不同的类型。
下面就几种常见的焊接裂纹进行分类和介绍。
1. 热裂纹热裂纹是由于焊缝热影响区的结构组织和化学成分发生变化而引起的。
热裂纹通常在焊接过程中或焊接后的短时间内出现。
根据裂纹出现的位置和形态，热裂纹可以分为几种不同的类型：(1) 固相转变裂纹：当金属处于固相转变的温度范围内，由于组织的变化和内部应力的影响，容易产生热裂纹。
这种裂纹通常直接出现在焊缝和热影响区的边缘。
(2) 晶粒边界裂纹：在焊接过程中，由于焊接区和热影响区的组织结构发生变化，晶粒边界处的脆性增大，容易形成裂纹。
这种裂纹通常呈线状，沿着晶粒边界方向延伸。
(3) 退火裂纹：由于焊接过程中产生的应力或变形，在焊接后的退火过程中，容易引起焊接接头的内部产生裂纹。
这种裂纹通常在焊缝和热影响区内部产生，对焊接接头的强度和韧性产生负面影响。
2. 冷裂纹冷裂纹是由于焊接后在室温条件下产生的裂纹。
冷裂纹通常是由于焊接接头内部的残余应力和变形引起的。
根据裂纹形态和位置的不同，冷裂纹可以分为以下几种类型：(1) 焊接残余应力裂纹：由于焊接接头的热变形以及冷却过程中产生的残余应力，容易导致焊接接头内部产生裂纹。
这种裂纹通常沿着焊缝或热影响区的方向延伸，严重影响焊接接头的力学性能。
(2) 氢致裂纹：在焊接过程中，如果焊接材料和焊接环境中存在水、油、脂肪等含氢物质，容易引起焊接接头内部产生氢致裂纹。
这种裂纹通常呈细小的网状分布，对焊接接头的韧性和可靠性产生严重影响。
3.应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹是由于金属在受到应力和腐蚀介质的共同作用下产生的裂纹。
这种裂纹通常在金属制品长期使用过程中出现，对金属制品的可靠性和使用寿命产生严重影响。
根据裂纹产生的条件和形态不同，应力腐蚀裂纹可以分为以下几种类型：(1) 晶间腐蚀裂纹：当金属在受到腐蚀介质和应力的作用下，容易发生晶间腐蚀和产生裂纹。
焊接各种裂纹分类表
在较低温度下，由于被焊材料的收缩 应变，超过了材料本身的塑性储备而 产生的裂纹
敏感的温度区间 在固相线温度以上稍高 的温度（固相状态） 固相线以下再结晶裂纹
固相线以下少低温度
600~700℃回火处理
在 MS 点以下 在 MS 点附近
在 400℃以下
被焊材料
约 400℃以下
应 力 腐 蚀 某些焊接结构（如容器和管道等），在
裂
纹 腐蚀介质和应力的共同作用下产生的 任何工作温度
（SCC） 延迟开裂
含有杂质的低合金高 热影响区附近 沿晶或穿晶
强钢厚板结构
碳钢、低合金钢、不 焊缝和热影响
沿晶或穿晶
锈钢、铝合金
区
禹长春 2007-7-8
热影响区，少量 在焊缝
热影响区，少量 在焊缝
热影响区，少量 铸铁、堆焊硬质合金
在焊缝
裂纹走向 沿奥氏体晶 界 沿奥氏体晶 界 沿晶界开裂
沿晶界开裂
沿晶或穿晶 沿晶或穿晶
沿晶或穿晶
层状撕裂
主要是由于钢板的内部存在有分层的 夹杂物（沿轧制方向），在焊接时产生 的垂直于轧制方向的应力，致使在热 影响区或稍远的地方，产生“台阶” 式层状开裂
裂纹分类
结晶 裂纹
多变 化裂 纹 热 裂 纹 液化 裂纹
再热 裂纹
延迟 裂纹 淬硬 冷 脆化 裂 裂纹 纹 低塑 性脆 化裂 纹
基本特征 在结晶后期，由于低熔共晶形成的液 态薄膜削弱了晶粒间的连接，在拉伸 应力作用下发生开裂 已凝固的结晶前沿，在高温和盈利的 作用下，晶格缺陷发生移动和聚集， 形成二次边界，它在高温处在高塑性 状态，在应力作用下产生的裂纹 在焊接热循环峰值温度的作用下，在 热影响区和多层焊的层间发生重熔， 在应力作用下产生的裂纹 厚板焊接结构消除应力处理过程中， 在热影响区的粗晶区存在不同程度的 应力集中时，由于应力松弛所产生附 加变形大于该部位的蠕变塑性，则发 生再热裂纹 在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作 用下而产生的具有延迟特性的裂纹
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1 热酸浸试验
发现调质后的原材料其周围表面上有贯穿试样全长的纵向裂纹。
在调质后发现纵裂的试样圆周上有2~3条裂纹。
这些裂纹均与表面成一定角度，略显弯曲，长1~2㎜不等。
其中一条裂纹从端部向内开裂至试样中心，此裂纹的延伸部分垂直于试样表面，宏观较直，横向酸浸试面上除裂纹外未发现其它明显的宏观缺陷。
2宏微观检测
2.1断口分析
横向断口分析，可见裂纹因走向不同而分为两部分，靠近表面的起始部分两壁非常光滑，呈沿加工方向伸长的细长带状组织，具有灰黑色的氧化颜色；与起始部位走向不同的裂纹延伸部分则无此现象。
2.2金相分析
取调质后纵裂的横向取样，在金相显微镜下观察，靠近表面的裂纹起始部分两侧均有明显脱碳层，其内部充满非金相夹杂物，并可见灰色氧化物夹杂。
观察延伸到心部的裂纹末端，其尾部比较尖细，两侧无脱碳现象。
试样的基本组织为回火索氏体，为40Cr钢正常调质组织
2.3轧材的宏观检验
另抽查3支未经调质的原材料轧材，其中2支外表面陷约可见纵向裂纹，载取横向试样，磨抛后用4%硝酸酒精溶液浸蚀，宏观可见试样圆周上有明显与表面呈一定角度略显弯曲的裂纹，深约2㎜。
3分析与讨论
3.1 由图2裂纹的宏观形貌可见，裂纹起始部分与一定角度，且较弯曲，拟是轧制不当，如变形工艺不合理及设备状态不正常，而形成的表面折叠。
有的肉眼可见，有的被轧制面掩盖，经酸洗后方能显示出来。
3.2根据图3的断口宏观形貌，裂纹起始部分在轧制过程中产生，且内壁已氧化，最后轧制道次不能使裂纹焊合。
在轧制过程中，裂纹内壁相互摩擦而形成延长加工方向伸长的金属流变条带。
3.3图4裂纹两侧的严重脱碳现象及裂纹内氧化铁皮被压入，充分说明裂纹的起始部分存在于淬火之前。
3.4由图2、图5可见，裂纹的延伸部分比较刚直，末端尖细，两侧无氧化脱碳现象，可确定为淬火裂纹。
而基本组织为40Cr正常调质组织——回火索氏体，因此推测裂纹非淬火工艺不当所引起。
3.5钢材纵裂对表面的任何小裂口应力集中敏感性最强，通过分析检验结果，对40Cr 钢拉伸、冲击试样纵裂的产生过程描述如下：
3.5.1在钢材轧制过程中，由于轧制不当在钢材表面产生折叠或皱折，保留在钢材表面呈现为小裂口。
3.5.2由于表面小裂口的出现，原材料在淬火时可产生较大的组织型内应力，在裂口的末端造成应力集中效应。
3.5.3在表面裂口尖端上的高应力的作用下，以表面裂纹作为裂纹源向心部扩展形成纵裂型的淬火裂纹。
4结论
系钢材在轧制过程中，由于轧制工艺不当产生的表面折叠缺陷，在淬火过程中以此为裂纹源，进一步扩展所致，而与淬火工艺无关。
建议调整轧制工艺，使每道次变形量尽量做到合理，保持轧制温度均匀。
避免孔形侧向过充满和低温轧制，以减少表面折叠缺陷，同时加强表面酸洗，对酸洗后暴露出来的明显裂纹进行充分修磨。
裂纹产生
1、夹杂物引起的裂纹
2、淬火裂纹
3、原材料引起的裂纹
0817批次产品的热处理工艺
淬火：950℃保温40s,空冷120s
回火：680℃，保温260s。
裂纹钻杆的热处理参数见下表：
1.裂纹产生的原因
焊接裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种．易出现再热裂纹的钢种较少，且前面的问题中已经提到到其产生原因和防止措施，这里不再重复．热裂纹产生的主要原因：一是某些杂质元素与金属及其合金元素形成低熔点共晶，这些共晶体聚积在晶界上，不能承受力量，又破坏了晶粒之间的联系而形成热裂纹；二是线膨胀系数大的母材焊接时受热膨胀体积增大，晶间结合力减弱，在焊接应力作用下也易产生热裂纹．冷裂纹产生的主要原
因：一是钢中含有磷杂质以Fe
2P和Fe
3
P的形式存在，Fe
3
P能与铁形成低熔点共晶，聚集于
晶界削弱晶粒间的结合力，使钢在常温或低温时变脆，造成冷裂；二是焊接过程中由于化学反应，空气或水的分解等原因，焊缝中溶解一定量的氢，氢能向焊缝缺陷处流动富集形成氢脆，甚至形成“氢致延迟裂纹”，这是冷裂纹中最严重也是最危险的问题．第三是焊缝中存在氮、氧原子或化合物也能使金属变脆，引起冷裂纹．第四是淬火倾向大的钢或厚板钢性大的焊件由于没有采取预热或暖冷的措施，冷却速度快，造成较大的内应力和焊接残余应力，这个应力超过了材料所能承受的力就会产生裂纹．
另外，焊件定位焊缝过于薄弱，在焊接过程中开裂，而焊缝焊接时没有消除定位焊缝的裂纹，这也是裂纹源．
2.防止焊接裂纹产生的措施
(1)严格控制器材和焊材中有害杂质的含量．
(2)对因线膨胀系数大易产生焊接热裂纹的材料，焊接时采用小规范不摆动焊接，减少热量输入．
(3)采用低氢、超低氢焊接材料或工艺措施，降低焊缝氢量，必要的焊后马上进行消氢处理．
(4)焊前对待焊处及两恻进行认真清理，焊接时对熔池采取良好的保护措施．
(5)对易淬火钢和钢性大的构件，焊前预热，焊时保温，焊后暖冷，必要的采取焊后消除焊接残余应力的相应处理．
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。
根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。
热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB 等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。
冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。
冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关。
淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。
后者又叫时效裂纹。
造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。
一、淬火裂纹的特征
在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。
淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则
没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。
在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂；有的呈放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。
因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。
因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体；工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。
表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。
这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。
二、非淬火裂纹的特征
淬火后发生的裂纹，不一定都是淬火所造成的，可根据下面特征来区分：
淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。
淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。
与此相对应的温度，大约在250℃以下。
在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。
所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。
如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。