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45号钢小轴沾火开裂分析及防止措施

来源:苏州宏创高频加热设备

        小轴是刹车机构重要零件,其材料为45号钢,要求调质后硬度235-277HBW。

        生产中热处理工艺为:820℃x2.5h水淬,570℃x2.5h回火,调质后硬度为:260-270HBW,合格。但生产中发现,调质后约30%小轴端面出现弧形裂纹。

        45号钢销轴低倍检验发现,低倍组织存在严重偏析缺陷-框形偏析。经评定为3-4级框形偏析;宏观检验发现,裂纹部位在轴端面距外表面约3-5mm处,圆周分布。金相组织为回火索氏体组织,是合格组织,且无过热过烧缺陷,表面热处理工艺合适;排除了热处理工艺操作造成工件裂纹的可能因素。

        分析认为,检验裂纹两侧未发现氧化脱碳缺陷,说明工件时在热处理沾火过程中产生的裂纹,可能与组织缺陷--框形偏析油管。试验研究发现,框形偏析是钢液在凝固过程中生成的。偏析一般发生于柱状晶与等轴晶交接区域,框形偏析内部组织疏松,中部组织致密,交界部位出现脆弱区。这里的偏析以碳偏析为主,同事存在SP杂质富集和夹杂物等,严重偏析导致工件出现脆性很大。沾火时,由于偏析出碳与合金元素富集,使Ms点下降,冷却时奥氏体转变延迟;同时,偏析薄弱区域应力和组织应力的叠加应力超过该区域断裂强度时,则产生沾火裂纹和开裂。

        对于45钢小轴沾火开裂缺陷,提出防止措施如下:

        1)严格原材料质量检测,出保证材料化学成分,主要力学性能合格外,坯料杜蓓组织和夹杂物缺陷必须严格控制,防止严重偏析超标的坯件流入加工工序。

        2)对出现严重偏析的不合格工件坯件,采取降级使用措施,将坯件加工成次要不重要的工件使用,以减少经济损失;对于受力恶劣的重要工件,存在缺陷的坯件不允许使用。

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