20CrNiMo钢零件渗碳表层淬火开裂原因分析

20CrNiMo钢零件经气体渗碳淬火后,在其渗碳区域表面发现裂纹。借助化学成分分析、硬度测试和金相检验对其开裂的原因进行了分析。结果表明:淬火裂纹仅存在于渗碳层中,渗碳表层碳含量过高,渗碳表层存在的大量块状、网状碳化物是零件表层产生淬火裂纹的主要原因。     

压力机导柱裂纹分析

某压力机导柱在中频淬火后出现裂纹。采用化学成分分析，金相检验及力学性能试验等方法对压力机导柱的裂纹进行了分析。结果表明，导柱材料化学成分超标，同时存在严重的铸造缺陷组织，增加了材料应力集中的程度，降低了材料的力学性能，从而导致导柱零件在淬火时产生开裂。     

45钢螺帽断裂原因

在加工某型45钢螺帽时，数控车过程中发现有2个螺帽发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试和热处理工艺分析等方法，研究了螺帽断裂的原因。结果表明：螺帽断裂处存在淬火裂纹；螺帽毛坯孔壁的厚度处于淬火裂纹敏感厚度的区间内，且底孔与内壁的过渡圆弧较小，产生了应力集中，并形成了淬火裂纹，裂纹沿晶扩展，最终在数控车过程中螺帽发生断裂。     

40Cr钢齿轴的断裂原因分析

某40Cr钢齿轴在使用过程中发生早期断裂失效,通过宏观检验、化学成分分析及金相检验的方法,对齿轴断裂的原因进行了分析。结果表明:齿轴在加工过程中,由于切削刀具吃刀量过大或刀具过钝,使齿轴表面产生铁屑翻皮卷曲,导致表层晶粒脱落及切削挤压微裂纹。同时原材料中非金属夹杂物过多,材料的强度大幅度降低,脆性显著增大,淬火应力集中形成开裂。齿轴服役承载时,淬火形成的裂纹继续扩展,最终导致齿轴断裂失效。     

40Cr钢承重连接杆开裂原因

在对经调质处理的40Cr钢承重连接杆进行精加工时，发现其外表面发生横向开裂。采用宏观观察、化学成分分析、气体分析、金相检验及硬度测试等方法分析了该连接杆开裂的原因。结果表明：该连接杆开裂的原因是热处理工艺不当，导致组织未被淬透；在零件内槽变形处的加工精度不足，产生了应力集中，导致弧形裂纹延伸至表面。采用调整淬火工艺参数、将冷却介质改为水基淬火液、优化工件车削精度、将过渡区域改为圆角等方法可以提高产品的合格率。     

S136钢模具早期开裂原因分析

S136钢模具在使用过程中发生早期开裂失效,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、能谱分析、金相检验等方法对该模具的失效原因进行了分析。结果表明:大件模具开裂的主要原因是,由于内孔电加工脉冲电流过大,内孔边缘产生严重的淬火变质层,造成表面拉向应力开裂;同时基体组织中存在网状碳化物,降低材料强度和韧性,加大模具内孔开裂倾向及裂纹扩展进程。小件模具开裂的主要原因是,由于模具凹槽部位倒角半径过小,应力集中显著增大,在工作载荷的作用下,形成应力集中而开裂。     

300M钢冲击疲劳断口起裂部位宏观特征和裂纹萌生机制

本文测定了300M钢经870℃油淬和250℃等温淬火后小能量多次冲击的A(冲击能量)—N(冲击破断周次)曲线,考查了应力集中系数对A—N曲线的影响,比较了油淬组织和等温淬火组织的多冲缺口敏感性,着重观察和分析了冲击疲劳断口起裂部位的宏观特征,并依此对该钢在不同应力集中系数和冲击能量下的多冲疲劳裂纹萌生机制作了初步探讨。     

42CrMo钢导向端轴的断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及能谱扫描的方法,对42CrMo钢导向端轴断裂的原因进行了分析。结果表明:端轴断口附近区域存在非金属夹杂物,且加工过程中的热处理制度不当,未得到理想、均匀的回火索氏体组织。淬火导致端轴边缘部位产生体积膨胀及应力集中,致使端轴在非金属夹杂物处形成微裂纹。随着裂纹的不断扩展,最终端轴断裂失效。     

齿轮开裂失效分析

采用断口分析、化学成分分析、低倍检验、金相检验和硬度测试等方法对某批经渗碳、淬火热处理及磨齿加工后放置一段时间发生开裂的齿轮的失效原因进行分析。结果表明：齿轮渗碳层碳化物级别过高,加上淬火后齿轮齿部应力集中,磨齿时又产生磨削裂纹,齿轮在放置期间由于应力导致裂纹扩展而开裂。     

国外新材料、新工艺专利信息

一、消除耐热合金淬火裂纹的方法 美国联合技术公司发明了一项Ni基耐热合金热处理新工艺,并获得了专利权(专利号为:4654091,于1987年3月31日公布)。 这一热处理新工艺可预防Ni基耐热合金零件(例如燃气涡轮盘)在淬火时产生裂纹 方法是在零件淬火前事先电镀一层薄的Ni或Ni合金镀层,镀层含60％以上的Ni,镀层的其它成分为Cr、Co和Fe。这种镀层可防止耐热合金加热时的晶间氧化和热处理时产生淬火裂纹。镀层的厚度应大于合金在退火中所形成的氧化层的最大厚度,一般大于0.4mm的镀层就足以防止淬火裂纹。     

0Cr17Ni4Cu4Nb钢制前吊挂断裂失效分析

某系统在进行高低随动精度测试时，固定在导轨上的前吊挂发生断裂。该吊挂材质为0Cr17Ni4Cu4Nb钢。对断裂吊挂进行了化学分析、金相检验、扫描电镜观察以及硬度测定。结果表明，零件的硬度偏高以及零件设计欠妥造成局部区域的应力集中，该区域在不断受到冲击载荷的情况下，出现疲劳损伤，最终在测试过程中产生疲劳裂纹而断裂。提出了改进意见。     

某型弹用尾翼片裂纹分析

目的分析弹用尾翼片淬火、回火后表面裂纹产生的原因。方法通过对存在裂纹的尾翼片进行金相检测、化学成分分析、硬度检测、断口检测、力学性能检测,对尾翼片产生的原因进行了分析和讨论。结果确定了尾翼片裂纹的性质和产生原因。结论尾翼片裂纹为淬火裂纹;尾翼片裂纹产生的主要原因是由于原材料钢板剪尾翼片条料过程中,在条料的表面产生了冷变形开裂缺陷,出现了较深的线状缺口,导致淬火热处理时产生了严重的应力集中,诱发了裂纹的萌生,同时,原材料钢板中存在的魏氏组织和硫化物夹杂等材质缺陷,也对促进了淬火裂纹的萌生。     

曲臂应力腐蚀开裂分析

曲臂是车体中的重要零件。制造中采用模锻件调质热处理，然后对加工的销钉孔局部进行高频淬火加中低温回火，要求销钉与销钉孔静配合，整体进行磷化处理。该批零件组装前进行检验时发现28％的零件在位于销钉孔周边薄壁处发生开裂或断裂。经过三件裂纹曲臂进行材质、硬度、显微组织结构、裂纹特征分析以及断裂面扫描电子显微镜（SEM）二次电子像和X射线能谱仪（EDS）元素定性分析认为，由于销钉孔高频热处理后硬度偏高并产生变形，销钉装配过盈量较大，造成销钉孔周边存在较大的内应力；高频淬火工艺控制不当，使销钉孔表面发生脱碳现象，降低了材料低御裂纹形成和扩展的能力；在磷化处理过程中因氢腐蚀导致零件开裂。     

曲轴主轴颈表面裂纹原因分析

通过对45钢曲轴主轴颈表面裂纹的综合分析,揭示了裂纹产生原因系在调质处理的淬火过程中,网状铁素体沿晶界析出,使晶界严重弱化,最终导致在中频淬火过程中形成以沿晶为主的淬火裂纹。     

10.9级螺栓早期疲劳断裂失效分析

某10.9级螺栓经淬火、回火处理后装配到汽车座椅上,经历颠簸疲劳试验2万次后发生断裂。从化学成分、断口形貌、硬度、显微组织方面,对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺纹牙底过渡部位粗糙不平且有缺口,易造成应力集中产生裂纹;螺纹表层产生脱碳,增加了开裂倾向;在疲劳试验中,由于交变应力的作用形成微裂纹,造成螺栓早期疲劳断裂。     

卡爪高频淬火开裂分析

对卡爪高频淬火过程中产生的裂纹进行了分析。认为,淬火过程中产生的局部拉应力加上尖锐Ｖ型槽上起的应力集中是造成开裂的主要原因,此外,夹杂物及其分布方向的影响也不可忽视。     

电机阶梯转轴淬火脱肩原因分析

金相检验结果表明，４５钢电机转轴淬火后出现的脱肩属淬火裂纹，原因是淬火介质温度高，浓度低，使转轴淬火时，在肩部和台阶根部存在组织差异，冷却时在转轴肩部产生局部的附加拉应力所造成的，此外，原材料存在疏松缺陷，亦促进脱肩的形成。     

某QSTE500TM钢零件折弯开裂原因

某QSTE500TM钢零件在冲压过程中发生折弯开裂。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对零件的开裂原因进行分析。结果表明：零件中的硫元素和锰元素含量较高，以及锰元素的偏析是钢中产生带状组织的主要原因；带状组织中分布着非金属夹杂物，夹杂物与基体界面的结合力弱，使零件在变形时产生裂纹；试样中的硫化锰使零件形成了多个小裂纹源，在冲压变形时造成零件折弯开裂。     

胀管器芯轴裂纹分析

采用金相宏、微观检验方法，结合ＧＣｒ１５钢ＣＴＴ曲线及实际热处理工艺对芯轴裂纹进行了分析。结果表明，芯轴裂纹系过热导致的淬火裂纹。对双细化预处理工艺理解不透，工艺执行不当是产生裂纹的主要原因。     

齿轮轴表面发纹产生原因

某45钢齿轮轴在热处理后的精车加工过程中发现齿轮轴表面有纵向分布的发纹。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对发纹产生的原因进行了分析。结果表明:该齿轮轴表面的发纹是由硫化物夹杂聚集导致的,热处理过程中聚集的硫化物夹杂引起齿轮轴应力集中,产生沿夹杂物扩展的淬火裂纹,并最终形成发纹。