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发布时间:2020-09-17 23:36:00 点击:

    泰兴yabo官网专业生成厂家泰强yabo官网2020年9月17日讯  18CrNiMo7-6钢亚博在线娱乐登录轴在机加工结束后,发现亚博在线娱乐登录轴开裂。利用化学成分分析、扫描电镜观察、能谱分析等方法,对开裂原因进行分析。结果表明:亚博在线娱乐登录轴原材料在冶炼过程中,保护渣混入钢水中;材料中脆性夹杂物破坏了材料的连续性,形成缺口和应力集中,在残余应力的作用下,亚博在线娱乐登录轴发生延迟开裂。

     

    关键词:18CrNiMo7-6;亚博在线娱乐登录轴;残余应力;开裂

     

    18CrNiMo7-6属于低碳低合金渗碳钢,主要应用于制造高速、重载火车的电力机车、动力车的亚博在线娱乐登录、亚博在线娱乐登录轴、轮毂及左右连轴器等零部件[1]。在生产与使用过程中亚博在线娱乐登录轴容易发生开裂现象,雷旻[2]研究了 18CrNiMo7-6 亚博在线娱乐登录轴裂纹源萌生于高速轴键槽的受力处,该处表面硬度没有达到设备制造方提供图纸要求,屈服强度低,无有效的表面强化硬化层是导致亚博在线娱乐登录轴疲劳开裂的原因。吴佳俊[3]研究了亚博在线娱乐登录轴裂纹位于轴部,是由于原材料中存在氧化铝类夹渣,在残余应力作用下引起的裂纹。本文从宏观形貌、成分、性能等方面进行研究分析,并根据分析总结,提出解决方案。

     

    本文研究对象亚博在线娱乐登录轴最大直径为200mm,轴与齿部采用渗碳处理。亚博在线娱乐登录轴工序为:电炉冶炼→LF→VD→圆坯连铸→锻造→退火→探伤→滚齿→渗碳、淬火→喷丸→精车→磨外圆、研磨中心孔→铣键槽→精磨→磨齿→磁粉探伤。亚博在线娱乐登录轴在加工完放置过程中亚博在线娱乐登录与键槽处发生开裂。为确定亚博在线娱乐登录轴开裂原因,进行一系列检验与分析,避免类似事件再次发生。

     

    1  检测分析

     

    1.1 宏观分析

     

    亚博在线娱乐登录轴断裂部位宏观照片与断口宏观照片如图1所示。裂纹从键槽一侧根部开裂,如图1(a)所示。图 1(b)为断口宏观形貌,断面上存在明显的放射状条纹,由键槽根部向外扩展,向齿顶部位延伸并发生断裂,放射状条纹的收敛区域应为裂纹源区。


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    图1  亚博在线娱乐登录轴开裂照片

     

    1.2 成分检验

     

    按 GB/T4336 检测方法,采用直读光谱仪对试样进行成分检测,检测结果见表 1,可知亚博在线娱乐登录轴断 裂处化学成分符合标准成分。

     

    表1   化学成分(wt,%)

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    1.3 扫描电镜观察

     

    将断口在扫描电镜下观察,如图 2 所示,可见裂纹源处为沿晶裂纹,呈冰糖状沿晶断口,局部存在二次裂纹。同时经能谱仪分析,如图3所示,断口处存在 O、Si、Ca、Al 元素,存在氧化铝、氧化钙,氧化硅类物质,表明断口处含有脆性夹杂物。


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    图2  亚博在线娱乐登录轴断口的扫描电镜形貌

     

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    图3  能谱分析图

     

    1.4 金相分析

     

    将亚博在线娱乐登录轴断裂处切取横向试样,抛磨后对试样进行金相检验,金相组织为回火马氏体,如图4所示,组织正常,未发现脱碳、增碳等异常现象,可判断裂纹发生在渗碳淬火之后,同时排除材料过烧。


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     图4  显微组织形貌

     

    2  分析与讨论

     

    通过以上理化检验分析,亚博在线娱乐登录轴的化学成分符合技术条件要求。断口处的组织为回火马氏体,组织正常,未发现脱碳、增碳等异常现象。从断口的宏观形貌可以看出断面上存在明显的放射状条纹,由键槽根部向齿顶部位延伸并发生断裂,放射状条纹的收敛区域应为裂纹源区。将裂纹源处在扫描电镜下观察,裂纹源为沿晶断裂,局部呈冰糖状断口形貌,经能谱分析,此处存在氧化铝、氧化钙,氧化硅物类质,应是冶炼过程中保护渣卷入钢水中。再结合该零件的加工制造工序分析,判断该亚博在线娱乐登录轴是在淬火、回火后开裂。在淬火、低温回火后,亚博在线娱乐登录轴存在较大的残余应力,尤其是在构件截面突变处的局部区域内,键槽根部存在很大的残余应力,而脆性夹杂物的存在破坏了材料的连续性,残余应力在脆性夹杂物周围的不连续区集中释放,进而造成亚博在线娱乐登录轴发生延时开裂。

     

    3   结论及建议

     

    1)该亚博在线娱乐登录轴由于脆性夹杂物破坏了材料的连续性,在较大的残余应力下发生的延时开裂。


    2)冶炼过程需严格把控,避免保护渣等外来夹杂物进入钢水中。

     

    作者

    建龙北满特殊钢有限责任公司技术中心

    张泽春 贾俊林 赵艳荣

     

    参考文献

    [1] 莫光有.18CrNiMo7-6钢电渣重熔工艺研究

    [2] 雷旻,梁益龙,万明攀,杨伟,田琴,凌敏.yabo官网高速亚博在线娱乐登录轴断裂失效分析

    [3] 吴佳峻.18CrNiMo7-6钢亚博在线娱乐登录轴开裂失效分析



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