一、高速鋼冶金缺陷引起鍛造裂紋
高速鋼屬萊氏體鋼，含有大量合金元素，形成大量共晶碳化物和二次碳化物。共晶碳化物呈粗大骨骼狀或樹枝分布于基體。不良碳化物硬而脆，是脆性相。鋼錠雖經(jīng)開坯壓延和軋制，共晶碳化物有一定程度碎化，但碳化物偏析依然嚴(yán)重。沿軋制方向呈帶狀、網(wǎng)狀、大顆粒狀和堆集狀分布。碳化物不均勻度隨原材料直徑和厚度增加而嚴(yán)重。共晶碳化物相當(dāng)穩(wěn)定，常規(guī)熱處理無法消除，導(dǎo)致鍛造時(shí)應(yīng)力集中，成為裂紋源。鋼中硫(S)、磷(P)等有害雜質(zhì)易引起熱脆和冷脆裂紋。原材料存在組織疏松、縮孔、氣泡、白點(diǎn)、粗晶、內(nèi)裂和非金屬夾雜，急降低鋼的熱塑性與強(qiáng)韌性，加之，高速鋼導(dǎo)熱性差，僅為碳鋼的三分之一，熱塑性差，變形抗力大，鍛造第一錘重?fù)艏纯伤榱选?br />
措施—嚴(yán)格原材料入庫和投產(chǎn)前的材質(zhì)檢驗(yàn)，鋼材合格方可投產(chǎn);選用小鋼錠開坯軋制各種原材料;選用二次精煉電渣重溶鋼錠，具有純度高、雜質(zhì)少、晶粒細(xì)、碳細(xì)物小、無偏析、等向性能優(yōu)，化學(xué)成分和組織均勻等特點(diǎn);對原材料進(jìn)行科學(xué)合理鍛造，擊碎不均勻共晶碳化物，使之≤3級，變不均勻共晶碳化物脆性相為強(qiáng)化相，發(fā)生質(zhì)的飛躍;鍛坯應(yīng)充分預(yù)熱，均勻加熱，充分透燒，勤翻動坯料和采用輕一重一輕雙十字形變向鍛拔造法，先鐓后拔次序操作等措施，有效避免鍛造碎裂。
二、對角線鍛裂和過熱淬火裂紋
因原材料有中心疏松和碳化物剝落等缺陷聚集擴(kuò)展形成精糙對角線裂口;鍛坯加熱溫度過高，出現(xiàn)粗晶堆積，降低鋼材強(qiáng)韌性。鍛坯加熱溫度過低，材料熱塑性差，變形抗力大;拔長操作時(shí)送進(jìn)量過大，引起鍛件橫向展寬塑性變形過度等因素，引發(fā)鍛件對角線裂紋。
高速鋼過熱、過燒組織引發(fā)淬火裂紋因晶粒顯著粗化，出現(xiàn)碳化物粘連、角狀和拖尾及沿晶界呈全網(wǎng)狀、半網(wǎng)狀和連續(xù)網(wǎng)狀分布;鋼組織內(nèi)部局部溶化，出現(xiàn)黑色組織或共晶萊氏體，形成過熱組織，顯著降低鋼的強(qiáng)韌性，易應(yīng)力集中，是引起淬火裂紋的主要因素。因淬火加熱溫度過高，控溫儀表失靈;原材料存在大量角狀碳化物和碳化物不均勻度等級太高，易產(chǎn)生大的應(yīng)力集中等原因，均會導(dǎo)致淬火裂紋。
措施—依據(jù)坯料對角線區(qū)域溫度變化調(diào)整錘擊頻率，避免因“熱效應(yīng)”造成塑性變形區(qū)溫度過高;拔長時(shí)送進(jìn)長度與坯料高度之比不大于1，可減少橫向展寬和防止同一部位連續(xù)重?fù)簟⑦B擊、壓下量應(yīng)適度，端面盡量放正和選用合適的鍛壓設(shè)備等措施，可有效避免鍛件對角線裂紋。
材料入庫和投產(chǎn)前檢查材質(zhì)是否合格，確保原材料無宏觀冶金缺陷;控制共晶碳化物≤3級，呈細(xì)小勻分布于鋼基體;模具淬火前用試片校驗(yàn)高溫鹽溶爐溫度，核實(shí)晶粒度等級與淬火加熱溫度關(guān)系;采用微機(jī)控溫，達(dá)到測溫精度±3℃和加強(qiáng)科學(xué)生產(chǎn)管理等措施，能有效防止和避免因過熱組織產(chǎn)生的淬火裂紋。
三、鍛件縱向表面裂紋和萘狀斷口與淬火裂紋
因原材料表面存在顯微裂紋在鍛造過程被拉長和擴(kuò)展;矩形截面長、寬比過大，拔長時(shí)形成橫向彎曲，導(dǎo)致寬側(cè)表面產(chǎn)生細(xì)而淺，長短不一呈縱向分布的表面裂紋;鍛件表面溫度過低，熱塑性急劇降低，變形抗力大;鍛后冷速過快和鍛后室溫停留時(shí)間過長等因素，均會導(dǎo)致鍛件表面縱向裂紋。
萘狀斷口是高速鋼常見組織缺陷，易引發(fā)淬火裂紋。其斷口呈魚鱗狀，類似大理石，象萘一樣閃光，斷口極粗糙，晶�？蛇_(dá)Φ1mm，鋼的脆性大，強(qiáng)韌性低劣，高溫奧氏體化加熱和淬火時(shí)應(yīng)力集中大，導(dǎo)致產(chǎn)生淬火裂紋。當(dāng)熱、鍛、軋或壓延熱加工時(shí)，經(jīng)1050℃~1100℃高溫奧氏體化熱塑性變形在5%~10%臨界變形和精鍛溫度不當(dāng)及重復(fù)淬火時(shí)未經(jīng)中間退火，或退火不充分等因素，均會導(dǎo)致高速鋼形成脆性大的萘狀斷口，導(dǎo)致淬火時(shí)產(chǎn)生裂紋。
措施—鍛前磨去原材料表面斑疤、氧化皮、微裂紋、折迭等缺陷，再經(jīng)探傷合格后投產(chǎn);拔長時(shí)，截面長、寬比大于3的鍛坯不得發(fā)生橫向彎曲;出現(xiàn)后及時(shí)在高溫下校直;鍛后坑冷、灰冷、爐冷或乘高溫余熱退火，避免產(chǎn)生延時(shí)裂紋等措施，能有效消除鍛件表面縱向裂紋。
科學(xué)合理制訂精鍛溫度，嚴(yán)格控制終鍛溫度在950℃~1000℃之間和鍛后緩冷與及時(shí)退火;對組織粗大原材料進(jìn)行晶粒超細(xì)化處理等措施，能有效抑制高速鋼脆性萘狀斷口形成，避免產(chǎn)生淬火裂紋。
