一种42CrMo调质低速轴裂纹分析

一种42CrMo调质低速轴裂纹分析

刘久成

产品信息介绍见表1，热处理工艺见图1，淬火冷却介质参数见表2。

产品回火后在精车过程中发现端面边缘出现裂纹，同一筐产品只有此种产品有裂纹。本样品为机加工后的圆钢，经调质后端部边缘开裂，故对此失效原因进行分析。

选取开裂样品进行线切割，对上述缺陷截面磨抛、超声清洗、烘干，利用体视显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及金相显微镜进行综合分析。

表1 产品参数和工艺要求

表2 淬火冷却介质参数

样品断面严重氧化，无金属光泽（见图2～图5），裂纹源为端部中央部分，呈弧状向边缘裂开。由断口微裂纹可判断其断裂为沿晶开裂，断口沿晶界产生和发展，外形曲折而不规则。

由显微形貌可以看出淬火组织为回火索氏体（见图6）。组织正常，裂纹沿纵向扩展，裂纹两边缘有明显的高温氧化物层，并存在较多微裂纹，且微裂纹中亦存在高温氧化现象（见图7～图13和表3），开裂起始方向不同于裂纹扩展方向（见图14）。且裂纹尾部不尖锐，说明裂纹部位经历过很高的温度，而加工过程并无跑温、超温问题发生，结合工艺流程，推测该裂纹在热处理之前已经形成，在随后的淬火和回火过程中进一步扩展。

图1

图2 取样位置

图3 缺陷母体形貌

图4 缺陷掉块形貌

图5 缺陷掉块形貌放大

图6 样品金相组织（电镜）

图7 样品截面金相（箭头处为不同区域微裂纹，内部为高温氧化物）

图8 微裂纹与开裂处氧化物

图9 开裂处氧化物

图10 微裂纹及氧化物（电镜）

图11 微裂纹及氧化物电镜

图12 开裂区域夹杂缺陷

图13 样品开裂表面形态

图14 微裂纹与主裂纹的扩展方向

表3 缺陷样品微区成分图谱

刘久成，唐山亚捷机械有限公司。