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40CrNiMoA曲轴毛坯断裂原因分析

2014-11-14 08:32| 发布者: 虫儿飞| 查看: 825| 评论: 0|来自: 中国电镜网

摘要: 摘要:某厂生产的40CrNiMoA曲轴毛坯,在转运过程中被摔断,通过了解该厂模锻工艺,对断口进行金相及扫描电镜分析,发现断裂的原因是由于火焰切割毛边时形成了淬火裂纹,成为断裂源,在冲击力作用下裂纹在上贝氏体基体 ...

40CrNiMoA曲轴毛坯断裂原因分析

眭志松 余超 陈远清 黄鑫

(江苏永钢集团有限公司 江苏 张家港 215628

 

摘要:某厂生产的40CrNiMoA曲轴毛坯,在转运过程中被摔断,通过了解该厂模锻工艺,对断口进行金相及扫描电镜分析,发现断裂的原因是由于火焰切割毛边时形成了淬火裂纹,成为断裂源,在冲击力作用下裂纹在上贝氏体基体中迅速扩展,导致毛坯最终脆性断裂。


关键词:40CrNiMoA  曲轴毛坯  模锻  解理断裂  贝氏体


0 引言

柴油机曲轴毛坯是生产曲轴的前道产品,毛坯经过后续多道精密机加工成为曲轴,因此,其制造质量直接影响曲轴成品最终的机加工和热处理。40CrNiMoA锻钢由于具有很高的强度、韧性及淬透性,主要用于制作高负荷的轴类零件1。某厂生产的一批40CrNiMoA柴油机曲轴毛坯半成品,一支毛坯在用叉车转运的过程中掉在地上断成两截,为找出曲轴毛坯断裂的原因并提出整改措施,现对断裂产品及整个生产过程展开分析。


1 生产情况概述


该厂使用的原料是40CrNiMoA钢锭锻造而成,锻造圆棒经超声波探伤合格后,再经去黑皮车削成φ230mm的圆棒,之后经模锻一次成型(如图1曲轴毛坯生产工艺为:φ230圆棒加热(1150模锻空冷气割毛边(毛边5mm正火(850校正去除毛边抛丸清理检验。

12月份,该厂生产的一批产品,经气割切除毛边后,一支曲轴毛坯在用叉车转运过程中摔断,曲轴长度为2.5m左右,断轴形貌如图2所示。


模锻成型件                                                        断轴宏观形貌


2 理化检验


2.1 取样部位


取该断轴的母材低倍样品,记为1#样品。在断轴的一侧用锯床取两块样品,断口样品记为2#样品,紧接断口后取一块圆饼低倍样记为3#样品,如图34。对母材样品、3#样品进行低倍、成分、氧氮、金相分析,对2# 断口样品进行扫描电镜、金相分析。


断轴的一侧                                                                                         取样部位


2.2 化学成分


经直读光谱分析,母材及断轴样品化学成分满足JB/T6396-2006标准的要求。

 

C/%

Si/%

Mn/%

P/%

S/%

Cr/%

Ni/%

Mo/%

Cu/%

O/ppm

N/ppm

JB/T

6396-2006

0.37-

0.44 

0.17-

0.37 

0.50-

0.80 

≤0.035 

≤0.035 

0.60-

0.90 

1.25-

1.65 

0.15-

0.25 

 

 

 

母材

0.41

0.26

0.61

0.007

0.002

0.78

1.48

0.20

0.09

6

50

3#样品

0.40

0.31

0.66

0.015

0.002

0.76

1.46

0.18

0.09

15

57


2.3 高低倍组织


1#3#样品低倍组织均满足协议要求,但断轴样品的中心疏松较母材样品严重,但均小于2级。母材金相组织为铁素体+珠光体,其硬度为231HV5。另外,母材样品夹杂物为A1B0.5C1.5D0.5,满足协议要求。圆棒母材边部不存在脱碳现象。


断轴母材-1#                                             6  3#样品                                               母材显微组织



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