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Total136No.2.2012

SHANXIMETALLURGY

文章编号：1672-1152(2012)02-0046-02

对转轴件热处理后产生裂纹剖析

田志明，金宏伟

(东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161041)

摘要：利用光学显微镜、直读光谱仪和显微硬度计及模拟热处理等对转轴进行了裂纹产生原因的分析。结果表明：边缘和心部区域组织差异明显，存在组织应力。转轴裂纹位于圆弧台与轴身转角根部，正是应力集中处，组织应力与热应力叠加，造成淬火裂纹。

关键词：60钢转轴件热处理金相组织淬火裂纹

中图分类号：TG162.8文献标识码：B收稿日期：2011-12-31

某公司生产的武器装备用转轴件，成品件尺寸为轴部Φ29m,台部Φ35m(见图1),

表1裂纹件的化学成分%

o(C)

w(Si)

w(Mn)

w(P)

0(S)

w(Cr)

w(Ni)

wo(Cu)

to(Mol

w(V)

o(W)

w(Ti)

w(Als)

w(Alt)

实测值

0.61

0.27

0.58

0.018

0.004

0.06

0.05

0.15

0.01

0.01

0.01

0.03

0.014

0.018

GB/T

699-1999

0.57=0.65

0.17~0.37

0.50~0.80

≤0.035

≤0.035

≤0.30

≤0.25

≤0.25

采用材料为热轧圆钢退火状态的60钢，该件加工工艺为：下料→机械加工→淬火→回火→清洗→发蓝。经过成品检查转轴件在台与轴过渡部分产生裂纹(见图2)造成整批件报废，为避免此类事故的再发生，笔者对裂纹产生原因进行诊断分析。

图1转轴件整体及各部位宏观形貌图2(轻磨后的)转轴表面裂纹宏观形貌

1理化检验

1.1宏观分析

转轴裂纹位于轴圆弧台与轴身转角根部产生贯穿与台上部表面圆周约2/3,裂纹扩展延轴台与轴根部圆周方向，个别件严重的裂纹与基体有相对活动感，裂纹附近无明显宏观塑性变形及氧化现象，显现为脆性裂纹特征。

第一作者简介：田志明(1958一),男，于东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司(省质检站)从事钢铁产品质量的监督检验，钢铁产品工业生产许可证审核员、实验室资质认定评审员、工程师。Tel:0452-6801736,E-mail:tzm1736@163.com

1.2化学成分分析(见表1)

化学成分符合GB/T699—1999标准的要求，不存在其他附加元素。

1.3金相观察

与轴过渡部位裂纹边缘处取金相试样，经4%(体积分数)硝酸酒精溶液侵蚀后用德国蔡司40MATAxiovert型倒置万能材料显微镜进行显微组织观察，边缘为回火索氏体组织(见下页图3);心部为珠光体+网络状铁素体(见下页图4)。

在整个观察试面及裂纹周边位置未发现高级别的夹杂物等冶金缺陷，钢材的纯净度较好。试样靠近台与轴过渡部位和外圆弧角部的组织为回火索氏体而心部靠近外圆弧部分(见下页图5)为回火索氏体+少量块状铁素体；裂纹边缘未见脱碳痕迹。

1.4硬度测试

仪器采用瑞士ErnstAT300DR-TM型全自动末端淬透性硬度计测试。

1)纹件在接近裂纹边缘与心部位置多点测试

HRC硬度分布测试情况(见表2)中间与边缘区域

差别明显。

表2心部区域及靠近边缘区域硬度值(Hc)

检测点顺序

1

2

3

4

5

心部区域

37.0

36.0

36.0

37.9

36.2

边缘区域

44.0

46.0

45.0

45.2

46.6

2012年第2期田志明，等：对转轴件热处理后产生裂纹剖析·47·

回火索氏体+少量块状铁素体组织致使硬度降低。通过模拟原工艺制度处理后中间区域的块状铁素体消失，硬度达到了标准

图3回火索氏体(×500)图4珠光体+网状铁素体(×500)图5回火索氏体+块状铁素体(×500)要求，说明转轴件硬

度不均是在淬火加热

或冷却过程中存在问题造成的。2)通过对裂纹的金相观察，未发现夹杂物及其

或冷却过程中存在问题造成的。

2)通过对裂纹的金相观察，未发现夹杂物及其

他冶金缺陷，而且裂纹产生于转轴件的突出周边与轴

身经机械加工的转角根部应力集中处，其形态呈脆性

裂纹特征，说明此裂纹是淬火过程中形成的应力裂

实际生产热处理制度进行热处理，采用非盐浴炉按

照热处理工艺为：830℃×8min,油冷1mi