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第三方检测机构,螺杆腐蚀形貌检测

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发表于 2021-3-31 15:14:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
40Cr钢螺杆,规格为M36,高频感应线圈淬火+回火处理后检查,发现螺杆表面有纵向裂纹,局部有螺纹脱落现象。

试验过程与结果

对裂纹件宏观检查,裂纹沿螺杆纵向贯通螺杆,裂纹指向螺杆中心部位,纵向裂纹上螺纹有脱落,严重处有熔化金属产物,如图16-16、图16-17。
第三方检测机构,螺杆腐蚀形貌检测

螺杆缺陷宏观形貌 螺杆横截面缺陷形貌

截取裂纹螺杆一段进行金相组织检查:

在对螺杆试样截面进行磨抛侵蚀的过程中,发现螺杆试样截面接受侵蚀的能力不一样。试样截面的宏观形貌上,外圈与内圈处有明显的界线,出现不同的腐蚀颜色,见图16-18。
第三方检测机构,螺杆腐蚀形貌检测

截面侵蚀后宏观形貌


对螺杆试样截面进行金相制样,显微镜观察:

试样截面外圈处的组织为回火索氏体+铁素体,见图16-19;

试样截面外圈向内至中心处的大部分组织为回火索氏体+大块状铁素体,见图16-20
第三方检测机构,螺杆腐蚀形貌检测

外圈处组织 500× 中心处组织500×

裂纹处组织检查,裂纹沿轴线方向分布,裂纹较粗大,内部有脱落晶粒,沿晶粒开裂有分支,属过烧引起的晶界破坏,其组织形貌见图16-21、图16-22。
第三方检测机构,螺杆腐蚀形貌检测

裂纹形貌 100× 裂纹放大形貌 500×

对螺杆进行直读光谱化学成分分析,结果符合《GB/T 3077-1999》标准材料为40Cr钢要求。

分析与讨论

螺杆不存在混料问题。裂纹件横截面组织有不同,外圈组织为保持回火索氏体,外圈内至中心的组织为回火索氏体+大块状铁素体,说明该螺杆高频感应线圈淬火、回火处理工艺不当,螺杆淬火没有淬透,中心大部分区域存在大块状铁素体组织。

感应加热的特性为,外圈升温快,内部升温慢(集肤效应)。并且随着感应线圈电流频率的升高,集肤效应越明显,在高频下工件感应电流透入深度只有几个mm,造成螺杆淬火不充分,回火后产生几种回火组织。

螺杆表面裂纹处局部有熔化金属产物,造成局部螺纹有脱落,说明该螺杆高频感应线圈淬火时,表面温度过高。

从螺杆裂纹缺陷的两侧被烧熔及金属熔化,裂纹口金属脱落,说明在高频感应线圈淬火、回火处理之前裂纹就已存在,螺杆已存在的裂纹,在高频感应线圈淬火过程中因温度急剧上升,产生过烧及金属熔化,裂纹口熔化金属脱落。

另外,螺杆高频感应线圈淬火、回火处理,不会造成纵向裂纹;螺杆表面的沿轴线方向分布,无分支的裂纹,往往来源于原材料。

该螺杆的加工工艺很简单,如果精度要求高的,先磨螺杆胚径,然后采用专用滚丝机滚压螺纹;精度要求不高的,采用原材料拉拔到胚径尺寸,直接用专用滚丝机滚压螺纹;加工过程不可能产生表面纵向裂纹。

从螺杆的加工过程和裂纹缺陷的形态,说明螺杆上的裂纹为原材料裂纹。螺杆表面存在

由于螺杆表面存在裂纹,在高频感应线圈淬火、回火处理过程中,裂纹处电阻大,致使温度急剧上升,使裂纹两侧产生过烧及金属熔化,裂纹口熔化金属脱落。

结论与启示

(1)由于螺杆表面有原材料裂纹,在高频感应线圈淬火、回火处理过程中,裂纹处电阻大,致使温度急剧上升,产生过烧及金属熔化,裂纹口熔化金属脱落。

(2)高频感应线圈淬火、回火处理过程中,要防止螺杆淬火不充分得到不合格的组织。

(3)螺杆投产前增加螺杆胚径的表面质量检查。
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