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碳氮共渗零件淬火裂纹分析(下)

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人气:-发表时间:2017-10-28 09:00【

生产中经常出现渗碳或碳氮共渗后淬火裂纹,导致零件报废,既影响生产进度,也造成不必要的经济损失。上一篇文章分析产生裂纹原因,本文将对裂纹零件刨切结果进行分析并给出结论。

4.分析与讨论

针对裂纹零件剖切结果,分析如下:

 (1)零件外圆面纵向裂纹的数量、走向不一,故零件裂纹的产生与原材料状态无关。

 (2)由裂纹的剖切金相检查可知,裂纹部位渗层深度与无裂纹部位渗层深度及形貌均基本一致,裂纹开口部位碳化物层与正常部位无明显差异,且碳化物未沿裂纹分布,裂纹附近渗层组织与同样深度正常部位组织无明显差异,由此可以判定碳氮共渗前零件表面无裂纹。

 (3)从裂纹剖面形貌上看,所有裂纹深度基本一致,裂纹开口及内部宽度较大,耦合性

差,尾端圆钝,裂纹内部可见大量氧化物,裂纹两侧基体可见大量弥散分布的颗粒状氧化杨,裂纹形貌不符合淬火应力裂纹形态特征,且淬火后续回火温度仅为160℃,缺少产生大量氧化物的环境,由此可以排除淬火冷却过程及后续过程开裂的可能。

 (4)从零件槽口两侧裂纹的分布情况来看,大部分裂纹槽口两侧周向位置基本一致且一一对应,槽口两侧的裂纹应为同一条裂纹,由此可以判定裂纹应在开槽之前就已经存在;零件外圆面开槽为在淬火工序之前进行,故排除淬火过程中开裂的可能。

综上所述,该零件表面裂纹产生应在碳氮共渗工序与车工(开槽)工序之间。

5.调查热处理过程

根据上述结果分析和判断,排除淬火裂纹,继续了解有关操作者实际加工过程,得知零件碳氮共渗后出炉,在转至冷却箱过程中桥式起重机发生短期故障,导致零件在空中停留时间太长,造成零件表面氧化脱碳。

表层先形成极薄的一层屈氏体组织,在下面保留一层未转变的奥氏体,在随后冷却过程中使表面产生拉应力的作用,为宏观裂纹产生创造了条件,在后续砂轮磨削和车工开槽过程中,残留奥氏体转变成马氏体,造成表面的体积膨胀,由于该零件开槽较深,当磨削温度达到250-300℃时,组织转变加快,碳氮共渗层的脆性增大,加上冷却不及时等造成磨削裂纹,其特征为裂纹沿着网状渗碳体面形成微小波纹状,零件在淬火后,由于组织应力和热应力影响,扩大了原有的微裂。

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此文关键字:碳氮共渗

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