ML30CrMnSiA螺栓金相组织白亮层螺栓的扫描分析

郝柏森 沈阳飞机工业（集团）有限公司

通常情况下，当ML30CrMnSiA螺栓处于调质状态时，往往具有较高的韧性和硬度，同时，在高温条件下，则表现出一定的蠕变强度，因此，该螺栓作为一种重要的结构组件，被广泛地应用于高负荷工作状态中。ML30CrMnSiA螺栓在具体的生产中，需要借助冷镦钢丝的作用，为航天行业提供源源不断的标准件材料，该材料在入厂之前，需要对其质量进行全面检测，在确保材料质量达标的情况下，方可入厂使用，从而避免材料出现脱碳现象。当冷镦钢丝调质处理结合后，发现位于牙顶位置处的白亮层比较厚，而其他部门的白亮层比较薄。为此，相关人员要采用扫描电镜分析法对金相组织白亮层的成因进行科学分析。

一、ML30CrMnSiA螺栓成分及组织分析

ML30CrMnSiA螺栓生产工艺如图1所示，从图中可以看出，该生产工艺流程相对比较简单，相关人员只需严格按照以上操作步骤，即可完成对螺栓成分以及相关组织的科学分析，为后期提高冷镦钢丝的生产效率，解决螺栓白亮层现象，提高ML30CrMnSiA螺栓应用价值产生积极的影响。

图1 ML30CrMnSiA螺栓生产工艺流程图

（一）金相组织分析

在对螺栓金相组织进行分析的过程中，相关人员要根据如表1所示的ML30CrMnSiA螺栓化学成分，采用螺栓纵切的方式[1]，对金相组织内部的组成成分进行全方位分析和研究，为后期更好地控制金相组织白亮层厚度提供重要的依据和参考。

表1 ML30CrMnSiA螺栓化学成分

（二）扫描电镜分析

为了更好地了解和把握白亮层螺栓面貌，相关人员要采用扫描电镜分析法，对ML30CrMnSiA螺栓进行科学分析和观察[2]，得到如图2所示的栓扫描电镜形貌。

图2 栓扫描电镜形貌

（三）能谱分析

为了实现对白亮层螺栓位置的精准化确定，相关人员还要采用能谱分析法，将螺栓牙顶划分为四个不同的区域，在此基础上，针对不同区域特点[3]，从以下几个方面入手，进行针对性地能谱分析，为后期优化冷镦钢丝生产流程，提高冷镦钢丝生产效率和效果提供重要的依据和参考。

1.螺栓正常组织

与ML30CrMnSiA螺栓化学成分相比，螺栓正常组织除了C元素的含量较高外，其他元素含量与ML30CrMnSiA螺栓基本相同，螺栓正常组织所含有的化学成分如表2所示。相关人员要在螺栓正常组织化学成分相关信息数据的基础上，从根本上解决螺栓出现的白亮层现象，以充分发挥和利用扫描电镜分析法的应用优势。

表2 螺栓正常组织所含有的化学成分

2.螺栓牙顶周围白色组织

牙顶周围白色组织又叫“白亮层”，内部含有大量的C元素，同时，与ML30CrMnSiA螺栓元素相比，同时，牙顶周围白色组织所含有Si、C、Mn元素成分相对较高。相关人员要根据牙顶周围白色组织化学成分含量特征，科学制定和优化螺栓白亮层处理措施，为后期科学解决螺栓白亮层现象打下坚实的基础。

二、分析与讨论

在扫描电镜分析法的应用背景下，发现金相组织所含有的白亮层厚度较高，而其他部位的白亮层相对较薄，甚至还出现白亮层断裂现象，尽管白亮层与脱碳层比较相似，但是不属于脱碳层，属于没有脱碳的过渡层。从整体形貌上分析，ML30CrMnSiA螺栓牙顶呈现出现不平整现象。为了解决这一问题，相关人员可以从以下几个方面入手，采用行之有效的措施，对该问题进行针对性地处理。（1）在对冷镦钢丝进行正式调质之间，采用喷砂处理法，全面清除冷镦钢丝表面的附着物[4]，尽可能降低白亮层的厚度。（2）为了进一步提高ML30CrMnSiA螺栓冷镦钢丝生产的效率和效果，相关人员采用酸洗磷化处理方式，不断优化和调整磷化液质量，同时，还要加强对磷化处理的时间的科学控制和调整，避免因磷化处理时间过长、过短而直接影响冷镦钢丝生产水平。另外，相关人员还要将磷化膜质量严格控制在4g/m2—6g/m2之间。只有这样，才能从根本上解决ML30CrMnSiA螺栓白亮层现象，为进一步提高冷镦钢丝的生产效率和效果打下坚实的基础。

表3 螺栓牙顶周围白色组织化学成分

三、结论

综上所述，在扫描电镜分析法的应用背景下，发现ML30CrMnSiA螺栓内部的白亮层是没有脱碳的过渡层。这种白亮层与螺栓之间存在很大的差异，在牙顶位置处的白亮层相对较厚。此外，牙顶内部含有一定的缝隙，此时，冷镦钢丝上的磷化膜会沿着这条缝隙进入到牙顶内部，导致磷化膜大量堆积在牙顶内。当螺栓调质处理结束后，通过利用扫描电镜分析法，发现磷化膜与螺栓正常组织所呈现的形貌存在很大的差异。磷化膜之所以呈现出一层厚厚的白亮层，是因为冷镦钢丝表明的磷化膜烧结物堆积过多，从而增加了白亮层的厚度。