我公司新進(jìn)一批45#鋼制蓋板（見圖1），要求蓋板調(diào)質(zhì)后硬度達(dá)到25～32HRC，進(jìn)廠檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有裂紋且多數(shù)沿孔口呈弧線延伸。隨后對(duì)該批蓋板進(jìn)行磁粉探傷，發(fā)現(xiàn)部分蓋板出現(xiàn)裂紋，如圖2所示。
圖1 蓋板宏觀照片
圖2 蓋板磁粉探傷裂紋照片
一、化學(xué)成分及材質(zhì)硬度分析
對(duì)蓋板材質(zhì)使用OBLF 直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，并用洛氏硬度計(jì)檢測(cè)硬度，結(jié)果如表1所示。表1 蓋板化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）
從檢測(cè)結(jié)果可以看出，蓋板的化學(xué)成分符合GB699—1988中45鋼要求，硬度檢測(cè)結(jié)果偏低于使用要求。
二、金相組織觀察
對(duì)蓋板進(jìn)行金相制樣（未腐蝕），使用LEICA DM4000M顯微鏡觀察蓋板裂紋，金相如圖3所示。
圖3 蓋板裂紋金相
從圖3中可以看出裂紋及周邊存在大量的非金屬夾雜物，根據(jù)GB/T10561對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果如表2所示。表2 非金屬夾雜檢測(cè)結(jié)果 （級(jí)）
表2結(jié)果顯示這些非金屬夾雜物屬硫化物類，這些非金屬夾雜物降低了鋼的塑性、韌性及疲勞極限，是產(chǎn)生裂紋的原因之一。對(duì)同一蓋板不同位置的金相樣品腐蝕后觀察如圖4、圖5所示。圖4的金相組織為回火索氏體，屬于正常組織狀態(tài)，可滿足使用性能。圖5的金相組織為晶粒粗大的網(wǎng)狀鐵素體+珠光體，即魏氏體組織，說(shuō)明蓋板在調(diào)質(zhì)淬火時(shí)出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象，致使組織晶粒粗大，并在適當(dāng)?shù)睦鋮s速度下很容易形成圖片中的金相組織。魏氏體組織的出現(xiàn)會(huì)引起鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性降低，尤其是沖擊韌性，這也是產(chǎn)生裂紋的原因之一。
三、蓋板裂紋產(chǎn)生的原因分析
該批蓋板共400件，其中發(fā)現(xiàn)裂紋的有46件，事情發(fā)生后及時(shí)與供方取得聯(lián)系。通過(guò)與供方溝通及參觀現(xiàn)場(chǎng)得知，蓋板原材料為薄片鋼板，調(diào)質(zhì)工藝的加熱溫度過(guò)高是造成過(guò)燒的原因。從金相可看出原材料中含有大量非金屬夾雜物，降低了鋼的塑性、韌性及疲勞極限。在調(diào)質(zhì)過(guò)程中由于零件過(guò)燒出現(xiàn)魏氏體組織，也降低了鋼的塑性、韌性，形成較大的內(nèi)應(yīng)力，這些都是產(chǎn)生裂紋的隱患。最后零件在加工4個(gè)孔的過(guò)程中機(jī)械加工應(yīng)力導(dǎo)致工件在其周邊產(chǎn)生弧線裂紋。
四、結(jié)束語(yǔ)
（1）經(jīng)理化分析該批工件應(yīng)予以報(bào)廢處理。（2）蓋板裂紋形成于機(jī)械加工過(guò)程。但原材料中的非金屬夾雜物及晶粒粗大的魏氏體組織是裂紋形成的根源。（3）應(yīng)提高對(duì)原材料的管控，完善熱處理工藝，減少熱處理產(chǎn)生的組織應(yīng)力以及降低機(jī)械加工應(yīng)力，以杜絕裂紋出現(xiàn)。作者：孟凡濤，劉愛龍，張海洋，王曉慶
單位：山東常林機(jī)械集團(tuán)股份有限公司節(jié)能液壓元件及系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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