Ítarleg og nákvæm! Algjör þekking á stálkælingu!

Skilgreining og tilgangur slökkvunar
Stálið er hitað upp í hitastig yfir gagnrýninn punkt Ac3 (undir-eútectóíð stál) eða Ac1 (ofur-eútectóíð stál), haldið í ákveðinn tíma til að austenísera það að fullu eða að hluta, og síðan kælt á hraða sem er meiri en gagnrýninn kælihraði. Hitameðferðarferlið sem umbreytir ofurkældu austeníti í martensít eða lægra bainít kallast kæling.

Tilgangur slökkvunar er að umbreyta ofurkældu austenítinu í martensít eða bainít til að fá martensít- eða lægri bainítbyggingu, sem síðan er blandað saman við herðingu við mismunandi hitastig til að bæta styrk, hörku og viðnám stálsins til muna. Slitþol, þreytuþol og seigla o.s.frv., til að uppfylla mismunandi notkunarkröfur ýmissa vélrænna hluta og verkfæra. Slökkvun getur einnig verið notuð til að uppfylla sérstaka eðlis- og efnafræðilega eiginleika ákveðinna sérstæðra stáltegunda eins og járnsegulmögnun og tæringarþol.

Þegar stálhlutar eru kældir í kæliefni með breytingum á eðlisfræðilegu ástandi er kælingarferlið almennt skipt í eftirfarandi þrjú stig: gufufilmustig, suðustig og varmaflutningsstig.

Herðni stáls
Herðnæmi og herðnæmi eru tveir afkastavísar sem einkenna getu stáls til að gangast undir kælingu. Þeir eru einnig mikilvægur grundvöllur fyrir efnisval og notkun.

1. Hugtökin herðni og herðni

Herðnleiki er hæfni stáls til að ná mestu hörku sem það getur náð þegar það er slökkt og hert við kjörskilyrði. Helsti þátturinn sem ræður herðnleika stáls er kolefnisinnihald stálsins. Nánar tiltekið er það kolefnisinnihaldið sem leysist upp í austenítinu við slökkvun og upphitun. Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því meiri er herðnleiki stálsins. Málmblönduefnin í stáli hafa lítil áhrif á herðnleikann, en þau hafa veruleg áhrif á herðnleika stálsins.

Herðni vísar til þeirra eiginleika sem ákvarða herðingardýpt og hörkutreifingu stáls við tilteknar aðstæður. Það er hæfni til að ná dýpt herðingarlagsins þegar stál er kælt. Þetta er meðfæddur eiginleiki stáls. Herðni endurspeglar í raun hversu auðveldlega austenít umbreytist í martensít þegar stálið er kælt. Það tengist aðallega stöðugleika ofurkælda austenítsins í stálinu eða mikilvægum kælihraða stálsins við kælingu.

Einnig skal bent á að aðgreina verður herðni stáls frá virkri herðni stálhluta við ákveðnar kæliaðstæður. Herðni stáls er eðlislægur eiginleiki stálsins sjálfs. Hann er aðeins háður innri þáttum þess og hefur ekkert með ytri þætti að gera. Virk herðni stáls er ekki aðeins háð herðni stálsins, heldur einnig efninu sem notað er. Hún tengist ytri þáttum eins og kælimiðli og stærð vinnustykkisins. Til dæmis, við sömu austenítiserandi aðstæður, er herðni sama stáls sú sama, en virkur herðni vatnskælingar er meiri en olíukælingar, og smáir hlutar eru minni en olíukælingar. Virkur herðni stórra hluta er mikill. Þetta er ekki hægt að segja að vatnskæling hafi meiri herðni en olíukæling. Það er ekki hægt að segja að smáir hlutar hafi meiri herðni en stórir hlutar. Það má sjá að til að meta herðni stáls verður að útiloka áhrif ytri þátta eins og lögun vinnustykkisins, stærð, kælimiðil o.s.frv.

Þar að auki, þar sem herðanleiki og herðanleiki eru tvö ólík hugtök, þá hefur stál með mikla hörku eftir slökkvun ekki endilega mikla herðanleika; og stál með litla hörku getur einnig haft mikla herðanleika.

2. Þættir sem hafa áhrif á herðni

Herðnæmi stáls er háð stöðugleika austenítsins. Sérhver þáttur sem getur bætt stöðugleika ofurkælds austeníts, fært C-kúrfuna til hægri og þar með dregið úr mikilvægum kælingarhraða getur bætt herðnæmi hástáls. Stöðugleiki austeníts er aðallega háður efnasamsetningu þess, kornastærð og einsleitni samsetningarinnar, sem tengjast efnasamsetningu stálsins og hitunarskilyrðum.

3. Mælingaraðferð fyrir herðingarhæfni

Margar aðferðir eru til að mæla herðni stáls, en þær algengustu eru mæling á gagnrýnum þvermáli og prófun á endaherðni.

(1) Mælingaraðferð fyrir gagnrýninn þvermál

Eftir að stálið hefur verið slökkt í ákveðnu miðli er hámarksþvermálið, þegar kjarninn er orðinn að fullu martensíti eða 50% martensíti, kallað gagnrýnið þvermál, táknað með Dc. Aðferðin til að mæla gagnrýnið þvermál er að búa til röð af kringlóttum stöngum með mismunandi þvermálum, og eftir slökkvunina er U-kúrfan á hörku, sem er dreift meðfram þvermálinu á hverjum sýnishluta, mælt og stöngin með hálf-martensíti uppbyggingu í miðjunni, fundin. Þvermál kringlóttu stangarinnar er gagnrýnið þvermál. Því stærra sem gagnrýnið þvermál er, því meiri er herðingarhæfni stálsins.

(2) Aðferð við lokaslökkvun

Endaherðingaraðferðin notar staðlaða endaherðað sýni (Ф25mm × 100mm). Eftir austenítiseringu er vatni úðað á annan endann á sýninu með sérstökum búnaði til að kæla það. Eftir kælingu er hörkustigið mælt meðfram ásnum – frá vatnskælda endanum. Prófunaraðferð fyrir fjarlægðartengsl. Endaherðingaraðferðin er ein af aðferðunum til að ákvarða herðanleika stáls. Kostir hennar eru einföld notkun og breitt notkunarsvið.

4. Slökkvun á streitu, aflögun og sprungum

(1) Innri spenna vinnustykkisins við slökkvun

Þegar vinnustykkið er kælt hratt í kælimiðlinum, þar sem vinnustykkið hefur ákveðna stærð og varmaleiðnistuðullinn er einnig ákveðið gildi, mun ákveðinn hitahalli eiga sér stað meðfram innri hluta vinnustykkisins við kælingu. Yfirborðshitastigið er lágt, kjarnahitastigið er hátt og yfirborðs- og kjarnahitastigið er hátt. Það er hitamunur. Við kælingu vinnustykkisins eru einnig tvö eðlisfræðileg fyrirbæri: annað er varmaþensla, þegar hitastigið lækkar mun línulengd vinnustykkisins minnka; hitt er umbreyting austeníts í martensít þegar hitastigið lækkar niður í umbreytingarpunkt martensíts, sem mun auka sértækt rúmmál. Vegna hitamunarins við kælingu verður magn varmaþenslu mismunandi á mismunandi stöðum meðfram þversniði vinnustykkisins og innri spenna mun myndast á mismunandi stöðum vinnustykkisins. Vegna hitamunar innan vinnustykkisins geta einnig verið hlutar þar sem hitastigið lækkar hraðar en punkturinn þar sem martensít kemur fyrir. Við umbreytingu eykst rúmmálið og hlutar með hátt hitastig eru enn hærri en punkturinn og eru enn í austenítástandi. Þessir mismunandi hlutar munu einnig mynda innri spennu vegna mismunandi rúmmálsbreytinga. Þess vegna geta tvenns konar innri spenna myndast við slökkvun og kælingu: önnur er hitaspenna; hin er vefjaspenna.

Samkvæmt tímaeinkennum innri spennu má einnig skipta henni í augnabliksspennu og leifarspennu. Innri spennan sem vinnustykkið myndar á ákveðnum tímapunkti við kælingu kallast augnabliksspenna; eftir að vinnustykkið er kælt kallast spennan sem eftir er inni í því leifarspenna.

Hitaspenna vísar til spennu sem orsakast af ósamræmi í hitaþenslu (eða köldu samdrætti) vegna hitastigsmismunar í mismunandi hlutum vinnustykkisins þegar það er hitað (eða kælt).

Tökum nú heilan sívalning sem dæmi til að lýsa myndun og breytingum á innri spennu við kælingu. Hér er aðeins fjallað um ásspennuna. Í upphafi kælingar, þar sem yfirborðið kólnar hratt, er hitastigið lágt og kjarninn minnkar mikið, en á meðan kjarninn kólnar er hitastigið hátt og rýrnunin lítil. Þar af leiðandi eru yfirborðið og innra efnið bundið saman, sem leiðir til togspennu á yfirborðinu, en kjarninn er undir þrýstingi. Þegar kælingin heldur áfram eykst hitamunurinn á innra og ytra rými og innra spennan eykst einnig í samræmi við það. Þegar spennan eykst upp fyrir teygjustyrk við þetta hitastig á sér stað plastaflögun. Þar sem þykkt kjarnans er hærri en yfirborðsins, dregst kjarninn alltaf fyrst saman í ás. Vegna plastaflögunarinnar eykst innra spennan ekki lengur. Eftir kælingu í ákveðinn tíma mun lækkun yfirborðshita smám saman hægja á sér og rýrnunin mun einnig smám saman minnka. Á þessum tíma er kjarninn enn að minnka, þannig að togspennan á yfirborðinu og þrýstispennan á kjarnanum munu smám saman minnka þar til þau hverfa. Hins vegar, eftir því sem kólnunin heldur áfram, lækkar rakastig yfirborðsins og rýrnunin minnkar og minnkar, eða hættir jafnvel að skreppa saman. Þar sem hitastigið í kjarnanum er enn hátt mun hann halda áfram að skreppa saman og að lokum myndast þjöppunarspenna á yfirborði vinnustykkisins, en togspenna verður í kjarnanum. Hins vegar, þar sem hitastigið er lágt, er ekki auðvelt að mynda plastaflögun, þannig að þessi spenna eykst eftir því sem kólnunin heldur áfram. Hún heldur áfram að aukast og helst að lokum inni í vinnustykkinu sem leifarspenna.

Það má sjá að hitaspennan við kælingu veldur því í fyrstu að yfirborðslagið teygist og kjarninn þjappast saman, og eftirstandandi spenna er yfirborðslagið sem á að þjappa saman og kjarninn sem teygist.

Í stuttu máli má segja að hitaspennan sem myndast við kælingu stafi af mismun á þversniðs hitastigi í kælingarferlinu. Því meiri sem kælingarhraðinn er og því meiri sem mismunurinn á þversniðs hitastigi er, því meiri er hitaspennan sem myndast. Við sömu kælimiðilsskilyrði, því hærra sem hitunarhitastig vinnustykkisins er, því stærri er stærðin, því minni er hitaleiðni stálsins, því meiri er hitamunurinn innan vinnustykkisins og því meiri er hitaspennan. Ef vinnustykkið er kælt ójafnt við hátt hitastig mun það aflagast og aflagast. Ef augnabliks togspennan sem myndast við kælingu vinnustykkisins er meiri en togstyrkur efnisins munu sprungur myndast við kælingu.

Fasaumbreytingarspenna vísar til spennu sem orsakast af mismunandi tímasetningu fasaumbreytinga í ýmsum hlutum vinnustykkisins við hitameðferð, einnig þekkt sem vefjaspenna.

Við kælingu og hraðkælingu, þegar yfirborðslagið er kælt niður í Ms-punktinn, á sér stað martensít umbreyting sem veldur rúmmálsþenslu. Hins vegar, vegna stíflu í kjarnanum sem hefur ekki enn gengist undir umbreytingu, myndar yfirborðslagið þjöppunarspennu, en kjarninn verður fyrir togspennu. Þegar spennan er nógu mikil veldur hún aflögun. Þegar kjarninn er kældur niður í Ms-punktinn mun hann einnig gangast undir martensít umbreytingu og þenjast út í rúmmáli. Hins vegar, vegna takmarkana á umbreytta yfirborðslaginu með lága mýkt og mikinn styrk, verður lokaspenna þess í formi yfirborðsspennu og kjarninn mun verða fyrir þrýstingi. Það má sjá að breytingin og lokaástand fasabreytingarspennunnar eru nákvæmlega öfug hitaspennunni. Þar að auki, þar sem fasabreytingarspenna á sér stað við lágt hitastig með lága mýkt, er aflögun erfið á þessum tíma, þannig að fasabreytingarspenna er líklegri til að valda sprungum í vinnustykkinu.

Margir þættir hafa áhrif á stærð fasabreytingarspennunnar. Því hraðar sem kælingarhraði stálsins er innan hitastigsbils martensítbreytingarinnar, því stærri sem stálstykkið er, því verri er varmaleiðni stálsins, því stærra sem sérstakt rúmmál martensíts er og því meiri er fasabreytingarspennan. Því meiri sem hún verður. Að auki tengist fasabreytingarspennan einnig samsetningu stálsins og herðingarhæfni stálsins. Til dæmis eykur hákolefnisháblönduð stál sérstakt rúmmál martensíts vegna mikils kolefnisinnihalds, sem ætti að auka fasabreytingarspennu stálsins. Hins vegar, þegar kolefnisinnihaldið eykst, lækkar Ms-punkturinn og mikið magn af austeníti er eftir eftir kælingu. Rúmmálsþensla þess minnkar og leifarspennan er lítil.

(2) Aflögun vinnustykkisins við slökkvun

Við slökkvun eru tvær megingerðir aflögunar í vinnustykkinu: önnur er breyting á rúmfræðilegri lögun vinnustykkisins, sem birtist sem breytingar á stærð og lögun, oft kallað aflögun, sem orsakast af slökkvunarspennu; hin er rúmmálsaflögun, sem birtist sem hlutfallsleg útvíkkun eða samdráttur á rúmmáli vinnustykkisins, sem orsakast af breytingu á tilteknu rúmmáli við fasabreytingar.

Aflögun felur einnig í sér lögunaraflögun og snúningsaflögun. Snúningsaflögun stafar aðallega af óviðeigandi staðsetningu vinnustykkisins í ofninum við upphitun, eða skorti á mótun eftir leiðréttingu á aflögun fyrir kælingu, eða ójafnri kælingu á ýmsum hlutum vinnustykkisins þegar vinnustykkið er kælt. Þessa aflögun er hægt að greina og leysa fyrir tilteknar aðstæður. Hér á eftir er aðallega fjallað um rúmmálsaflögun og lögunaraflögun.

1) Orsakir slökkvunaraflögunar og breytingar á reglum hennar

Rúmmálsaflögun vegna byggingarbreytinga Byggingarástand vinnustykkisins fyrir slökkvun er almennt perlít, það er blandað ferrít og sementít, og eftir slökkvun er það martensít. Mismunandi sértækt rúmmál þessara vefja mun valda rúmmálsbreytingum fyrir og eftir slökkvun, sem leiðir til aflögunar. Hins vegar veldur þessi aflögun aðeins því að vinnustykkið þenst út og dregst saman í réttu hlutfalli, þannig að það breytir ekki lögun vinnustykkisins.

Að auki, því meira martensít sem er í mannvirkinu eftir hitameðferð, eða því hærra sem kolefnisinnihald martensítsins er, því meiri rúmmálsþensla þess, og því meira magn af austeníti sem er eftir, því minni rúmmálsþensla. Þess vegna er hægt að stjórna rúmmálsbreytingunni með því að stjórna hlutfallslegu innihaldi martensíts og afgangsmartensíts meðan á hitameðferð stendur. Ef það er stjórnað rétt mun rúmmálið hvorki þenjast né minnka.

Lögunaraflögun af völdum hitaspennu Aflögun af völdum hitaspennu á sér stað á svæðum með háan hita þar sem sveigjanleiki stálhluta er lágur, mýktin mikil, yfirborðið kólnar hratt og hitastigsmunurinn á milli innra og ytra byrðis vinnustykkisins er mestur. Á þessum tíma er augnabliksvarmaspennan togspenna á yfirborði og þjöppunarspenna kjarnans. Þar sem kjarnahitastigið er hátt á þessum tíma er sveigjanleiki mun lægri en á yfirborðinu, þannig að það birtist sem aflögun undir áhrifum fjölátta þjöppunarspennu, það er að segja, teningurinn er kúlulaga í átt að fjölbreytni. Niðurstaðan er sú að sá stærri minnkar, en sá minni þenst út. Til dæmis styttist langur sívalningur í lengdarátt og þenst út í þvermálsátt.

Lögunaraflögun af völdum vefspennu Aflögun af völdum vefspennu á sér einnig stað snemma þegar vefspennan er hámark. Á þessum tíma er hitastigsmunurinn á þversniðinu mikill, kjarnahitastigið hærra, hann er enn í austenítástandi, sveigjanleikinn er góður og sveigjanleiki lágur. Augnabliksvefspennan er þjöppunarspenna á yfirborði og togspenna kjarnans. Þess vegna birtist aflögunin sem lenging kjarnans undir áhrifum fjölátta togspennu. Niðurstaðan er sú að undir áhrifum vefspennu lengist stærri hlið vinnustykkisins, en minni hliðin styttist. Til dæmis er aflögunin af völdum vefspennu í löngum sívalningi lenging á lengd og minnkun á þvermáli.

Tafla 5.3 sýnir reglur um slökkvunaraflögun ýmissa dæmigerðra stálhluta.

2) Þættir sem hafa áhrif á aflögun slökkviefnis

Þættirnir sem hafa áhrif á aflögun slökkviefnisins eru aðallega efnasamsetning stálsins, upprunaleg uppbygging, rúmfræði hlutanna og hitameðferðarferlið.

3) Slökkvun sprungna

Sprungur í hlutum koma aðallega fram á síðari stigum slökkvunar og kælingar, það er að segja eftir að martensítbreytingin er nánast lokið eða eftir að hún hefur kólnað að fullu, þá myndast brothættni vegna þess að togspennan í hlutunum fer yfir brotstyrk stálsins. Sprungur eru venjulega hornréttar á stefnu hámarks togbreytingarinnar, þannig að mismunandi gerðir sprungna í hlutum eru aðallega háðar spennudreifingu.

Algengar gerðir sprungna í slökkvistarfi: Langslægar (áslægar) sprungur myndast aðallega þegar togspenna í snertingu við efnið er meiri en brotstyrkur efnisins; þverslægar sprungur myndast þegar stór áslæg togspenna sem myndast á innra yfirborði hlutarins er meiri en brotstyrkur efnisins. Sprungur; netsprungur myndast við áhrif tvívíðs togspennu á yfirborðið; flögnunarsprungur myndast í mjög þunnu, hörðu lagi, sem getur myndast þegar spennan breytist hratt og of mikil togspenna verkar í geislastefnu. Tegund sprungu.

Langssprungur eru einnig kallaðar ássprungur. Sprungur myndast við hámarks togspennu nálægt yfirborði hlutarins og hafa ákveðna dýpt inn í miðjuna. Stefna sprungnanna er almennt samsíða ásnum, en stefnan getur einnig breyst þegar spenna er í hlutanum eða þegar innri byggingargallar eru til staðar.

Eftir að vinnustykkið er alveg kælt eru tilhneigingar til langsum sprungna. Þetta tengist mikilli snertispennu á yfirborði kælda vinnustykkisins. Þegar kolefnisinnihald stálsins eykst eykst tilhneigingin til að mynda langsum sprungur. Lágkolefnisstál hefur lítið sérstakt rúmmál af martensíti og mikla hitaspennu. Það er mikil eftirstandandi þjöppunarspenna á yfirborðinu, þannig að það er ekki auðvelt að kæla það. Þegar kolefnisinnihaldið eykst minnkar þjöppunarspenna á yfirborðinu og byggingarspennan eykst. Á sama tíma færist hámarks togspennan í átt að yfirborðslaginu. Þess vegna er hákolefnisstál viðkvæmt fyrir langsum sprungum þegar það ofhitnar.

Stærð hlutanna hefur bein áhrif á stærð og dreifingu leifarspennu og tilhneiging þeirra til sprungna við slökkvun er einnig mismunandi. Langssprungur myndast einnig auðveldlega við slökkvun innan hættulegs þversniðsstærðarbils. Að auki veldur stíflu í stálhráefnum oft langssprungum. Þar sem flestir stálhlutar eru framleiddir með valsun dreifast innfellingar sem ekki eru gull, karbíð o.s.frv. í stálinu eftir aflögunarstefnunni, sem veldur því að stálið er ósamhverft. Til dæmis, ef verkfærastálið hefur bandlaga uppbyggingu, er þversbrotstyrkur þess eftir slökkvun 30% til 50% minni en langsbrotstyrkur. Ef það eru þættir eins og innfellingar sem ekki eru gull í stálinu sem valda spennuþéttni, jafnvel þótt snertispennan sé meiri en ásspennan, er auðvelt að mynda langssprungur við lágspennuskilyrði. Þess vegna er strangt eftirlit með magni innfellinga sem ekki eru úr málmi og sykur í stáli mikilvægur þáttur í að koma í veg fyrir slökkvunarsprungur.

Einkenni innri spennudreifingar í þversum sprungum og bogasprungum eru: Yfirborðið verður fyrir þjöppunarspennu. Eftir að hafa farið ákveðna vegalengd frá yfirborðinu breytist þjöppunarspennan í mikla togspennu. Sprungan myndast á svæðinu þar sem togspennan er og þegar innri spennan dreifist hún aðeins yfir á yfirborð hlutarins ef hún er endurdreifð eða ef stálið eykst enn frekar.

Þversprentur myndast oft í stórum áshlutum, svo sem rúllum, túrbínuskífum eða öðrum áshlutum. Einkenni sprungnanna er að þær eru hornréttar á ásáttina og brotna innan frá og út. Þær myndast oft áður en þær eru hertar og eru af völdum hitaspennu. Stórar smíðaðar stykki hafa oft málmgalla eins og svitaholur, innfellingar, smíðasprungur og hvíta bletti. Þessir gallar eru upphafspunktur sprungna og brots undir áhrifum ásálags. Bogasprungur myndast vegna hitaspennu og eru venjulega dreifðar í bogaformi á þeim hlutum þar sem lögun hlutarins breytist. Þær koma aðallega fyrir innan vinnustykkisins eða nálægt beittum brúnum, rásum og götum og eru dreifðar í bogaformi. Þegar hlutar úr hákolefnisstáli með þvermál eða þykkt 80 til 100 mm eða meira eru ekki kældir, mun yfirborðið sýna þjöppunarspennu og miðjan mun sýna togspennu. Spennan, hámarkstogspenna, kemur fram á umskiptasvæðinu frá herta laginu yfir í óherta lagið og bogasprungur myndast á þessum svæðum. Að auki er kælingarhraðinn á hvössum brúnum og hornum hraður og allir eru slokknaðir. Þegar skipt er yfir í mjúka hluta, það er að segja á óhert svæði, myndast hámarks togspennusvæðið þar, þannig að bogasprungur eru líklegri til að myndast. Kælingarhraðinn nálægt pinnaholunni, rásinni eða miðjuholunni á vinnustykkinu er hægur, samsvarandi herta lagið er þunnt og togspennan nálægt herta skiptisvæðinu getur auðveldlega valdið bogasprungum.

Netlaga sprungur, einnig þekktar sem yfirborðssprungur, eru yfirborðssprungur. Dýpt sprungunnar er grunn, almennt um 0,01~1,5 mm. Helsta einkenni þessarar tegundar sprungu er að handahófskennd stefna sprungunnar hefur ekkert að gera með lögun hlutarins. Margar sprungur tengjast hver annarri til að mynda net og eru víða dreifðar. Þegar sprungudýptin er meiri, eins og meira en 1 mm, hverfa neteiginleikarnir og verða að handahófskenndum eða langsum sprungum. Netsprungur tengjast tvívíddar togspennu á yfirborðinu.

Hlutar úr stáli með háu kolefnisinnihaldi eða karbureruðu stáli með afkarbureruðu lagi á yfirborðinu eru líklegir til að mynda netsprungur við slökkvun. Þetta er vegna þess að yfirborðslagið hefur lægra kolefnisinnihald og minna eðlisrúmmál en innra martensítlagið. Við slökkvun verður yfirborðslag karbíðsins fyrir togálagi. Hlutar þar sem affosfórunarlagið hefur ekki verið fjarlægt að fullu við vélræna vinnslu munu einnig mynda netsprungur við hátíðni- eða loga-yfirborðsslökkvun. Til að forðast slíkar sprungur ætti að hafa strangt eftirlit með yfirborðsgæðum hlutanna og koma í veg fyrir oxunarsuðu við hitameðferð. Að auki, eftir að smíðamótið hefur verið notað í ákveðinn tíma, tilheyra hitaþreytusprungum sem myndast í ræmum eða netum í holrýminu og sprungum við slípun á slökktum hlutum allt þessu formi.

Flögnunarsprungur myndast á mjög þröngum svæðum yfirborðslagsins. Þjöppunarspenna verkar í ás- og snertiátt og togspenna kemur fram í radíalátt. Sprungurnar eru samsíða yfirborði hlutarins. Flögnun herta lagsins eftir að yfirborðskæling og kolefnishlutir eru kældir tilheyrir slíkum sprungum. Tilvist þeirra tengist ójafnri uppbyggingu í herta laginu. Til dæmis, eftir að kolefnisblandað stál hefur verið kælt á ákveðnum hraða, er uppbyggingin í kolefnisblandaða laginu: ytra lag af mjög fínu perlíti + karbíði, og undirlagið er martensít + leifar af austeníti, innra lagið er fínt perlít eða afar fín perlít uppbygging. Þar sem myndunarrúmmál martensíts í undirlaginu er mest, verður þjöppunarspenna á yfirborðslagið í ás- og snertiátt vegna rúmmálsþenslu, og togspenna kemur fram í radíalátt, og spennubreyting verður inn á við, færist yfir í þjöppunarspennuástand, og flögnunarsprungur myndast á mjög þunnum svæðum þar sem spennan breytist skarpt. Almennt leynast sprungur inni samsíða yfirborðinu og í alvarlegum tilfellum geta þær valdið flögnun yfirborðsins. Ef kælingarhraði kolefnishluta er hraðaður eða minnkaður getur myndast einsleit martensítbygging eða ofurfín perlítbygging í kolefnislaginu, sem getur komið í veg fyrir að slíkar sprungur komi fram. Að auki, við hátíðni- eða logakælingu á yfirborðinu, ofhitnar yfirborðið oft og óeinsleitni í uppbyggingu meðfram herta laginu getur auðveldlega myndað slíkar sprungur á yfirborðinu.

Örsprungur eru frábrugðnar fyrrnefndum fjórum sprungum að því leyti að þær stafa af örspennu. Sprungur milli korna sem myndast eftir að stál með miklu kolefnisinnihaldi hefur verið hert, ofhitnað og slípað eða kolefnisríkt verkfæri, sem og sprungur sem stafa af því að hlutar sem hafa verið hertir ekki tímanlega, tengjast allar tilvist og síðari útbreiðslu örsprungna í stálinu.

Örsprungur verða að vera skoðaðar undir smásjá. Þær koma venjulega fram við upprunalegu kornamót austenítsins eða við mót martensítþlaga. Sumar sprungur komast í gegnum martensítþökin. Rannsóknir sýna að örsprungur eru algengari í flögukennt tvíþættu martensíti. Ástæðan er sú að flögukennt martensít rekst á hvort annað þegar það vex á miklum hraða og myndar mikið spennu. Hins vegar er tvíþætta martensítið sjálft brothætt og getur ekki framkallað plastaflögun sem slakar á spennu og veldur því auðveldlega örsprungum. Austenítkornin eru gróf og næmi fyrir örsprungum eykst. Tilvist örsprungna í stálinu mun draga verulega úr styrk og sveigjanleika hertu hlutanna, sem leiðir til snemmbúinna skemmda (brota) á hlutunum.

Til að koma í veg fyrir örsprungur í hlutum úr stáli með háu kolefnisinnihaldi er hægt að grípa til aðgerða eins og að lækka hitunarhitastig við kælingu, fá fína martensítbyggingu og draga úr kolefnisinnihaldi í martensíti. Þar að auki er tímanleg herðing eftir kælingu áhrifarík aðferð til að draga úr innri spennu. Prófanir hafa sannað að eftir nægilega herðingu yfir 200°C hafa karbíð sem falla út í sprungunum þau áhrif að „suða“ sprungurnar saman, sem getur dregið verulega úr hættu á örsprungum.

Hér að ofan er fjallað um orsakir og aðferðir til að koma í veg fyrir sprungur út frá dreifingarmynstri sprungnanna. Í raunverulegri framleiðslu er dreifing sprungna mismunandi eftir þáttum eins og gæðum stáls, lögun hluta og heit- og köldvinnslutækni. Stundum eru sprungur þegar til staðar fyrir hitameðferð og stækka enn frekar við slökkvunarferlið; stundum geta nokkrar gerðir sprungna komið fram í sama hlutanum á sama tíma. Í þessu tilviki, byggt á formfræðilegum einkennum sprungunnar, ætti að nota makróskópíska greiningu á sprunguyfirborðinu, málmfræðilega rannsókn og ef nauðsyn krefur efnagreiningu og aðrar aðferðir til að framkvæma ítarlega greiningu frá gæðum efnisins, skipulagi til orsaka hitameðferðarálags til að finna helstu orsakir sprungunnar og ákvarða síðan árangursríkar fyrirbyggjandi aðgerðir.

Sprungugreining er mikilvæg aðferð til að greina orsakir sprungna. Sérhvert sprungubrot hefur upphafspunkt fyrir sprungur. Slökkvun sprungna byrjar venjulega frá samleitnipunkti geislalaga sprungna.

Ef uppruni sprungunnar er á yfirborði hlutarins þýðir það að sprungan stafar af of mikilli togspennu á yfirborðinu. Ef engir byggingargallar eru eins og innfellingar á yfirborðinu, en það eru álagsþættir eins og alvarleg hnífsmerki, oxíðhúð, hvassar horn á stálhlutum eða byggingarbreytingar, geta sprungur myndast.

Ef uppruni sprungunnar er innan í hlutanum tengist það efnisgöllum eða of mikilli innri togspennu. Brotflöturinn við venjulega slökkvun er grár og fínn postulín. Ef brotflöturinn er dökkgrár og hrjúfur stafar það af ofhitnun eða upprunalega vefurinn er þykkur.

Almennt séð ætti enginn oxunarlitur að vera á glerhlutanum í sprungunni sem slökkt er á og engin afkolnun ætti að vera í kringum sprunguna. Ef afkolnun er í kringum sprunguna eða oxaður litur á sprunguhlutanum bendir það til þess að sprungur hafi þegar verið í hlutanum fyrir slökkvunina og að upprunalegu sprungurnar hafi þanist út undir áhrifum hitameðferðarálags. Ef aðskilin karbíð og innifalin sjást nálægt sprungum hlutarins þýðir það að sprungurnar tengjast mikilli aðskilnaði karbíða í hráefninu eða nærveru innifalinna. Ef sprungur birtast aðeins á hvössum hornum eða hlutum hlutarins sem breyta lögun sinni án þess að ofangreind fyrirbæri komi fram, þýðir það að sprungan stafar af óeðlilegri byggingarhönnun hlutarins eða óviðeigandi ráðstöfunum til að koma í veg fyrir sprungur eða of mikilli hitameðferðarálag.

Að auki birtast sprungur í efnafræðilegri hitameðhöndlun og yfirborðskælingarhlutum aðallega nálægt herða laginu. Að bæta uppbyggingu herða lagsins og draga úr hitameðhöndlunarálagi eru mikilvægar leiðir til að forðast yfirborðssprungur.