42crmo無縫鋼管是作為減速機(jī)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)重要鋼種,對于這種鋼材制造的零部件,要求有強(qiáng)度和韌性良好配合的綜合機(jī)械性能。由于目前設(shè)備、材料及工藝技術(shù)操作難于掌握,調(diào)質(zhì)過程中容易使某些零件產(chǎn)生開裂事故,而這些零件與其他零件相比有其明顯的特點(diǎn),只有充分掌握了這些特點(diǎn)才能得到滿意的。
對上述質(zhì)量事故分析認(rèn)為:
1) 對42crmo無縫鋼管原材料及鍛造后鍛件進(jìn)行檢查,質(zhì)量符合技術(shù)說明,排除原材料及鍛造工藝原因。
2) 熱處理工藝是42CrMo 鋼制作零部件的常規(guī)調(diào)質(zhì)工藝,也是規(guī)范性地推薦被行業(yè)所認(rèn)可的工藝。
3) 采用的箱式電阻爐密封性差,爐內(nèi)各區(qū)域溫度差大,所以溫度的均勻性差。工件被加熱時(shí),由于放置的位置不同,盡管是在同一工件也會出現(xiàn)較大溫差。
4) 由于條件的限制,工件出爐淬火采用鉤子把工件從爐中鉤入筐中,是無規(guī)則堆放在一起放入淬火槽中進(jìn)行冷卻淬火。由于工件與工件之間,甚至同一工件的各部位冷卻嚴(yán)重不均勻,整個(gè)工件或不同工件終組織轉(zhuǎn)變先后不一致,常常形成混合組織; 工件的裂紋形態(tài)是橫向裂紋和弧形裂紋都是內(nèi)裂。
裂紋產(chǎn)生于心部,當(dāng)條件成熟逐漸擴(kuò)展到表面,形成這類裂紋的內(nèi)應(yīng)力,特征都是工件表面受壓應(yīng)力,離表面一定距離處應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力,這類裂紋多數(shù)發(fā)生在未淬透的工件上,在淬硬與未淬硬的交界處形成應(yīng)力峰值,裂紋就起源于那里。當(dāng)應(yīng)力大于裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力時(shí)突然發(fā)展為宏觀的脆裂(斷) 。由于工件的棱角比較銳利,截面突變,薄厚差異太大,更易出現(xiàn)這類裂紋。往往被人們忽視的另外一種原因是淬火鋼上的軟點(diǎn)和未淬硬部位,軟點(diǎn)和未淬硬部位的周圍必然存在著一個(gè)淬硬過渡區(qū),該區(qū)就存在拉應(yīng)力,也是產(chǎn)生這類裂紋的原因。
5、總結(jié)
1) 42CrMo鋼因鍛造工藝、熱處理工藝等問題,淬火后獲得混合組織和復(fù)雜的應(yīng)力分布,工件常常成批開裂或較多的開裂。
2) 42CrMo鍛件經(jīng)Ac1 ~ Ac3兩相區(qū)加熱淬火,得到馬氏體、鐵素體的復(fù)合組織,消除了常規(guī)淬火斷口上出現(xiàn)的二次裂紋,馬氏體和鐵素體構(gòu)成的復(fù)合組織具有強(qiáng)韌性配合。
3) 不論42crmo無縫鋼管以何種原始狀態(tài)進(jìn)行亞溫淬火、高溫回火后的沖擊韌度均明顯優(yōu)于常規(guī)調(diào)質(zhì)。以上三點(diǎn)還需要進(jìn)一步論證后才能確定成立。
4) 對易開裂鍛件采用可控氣體多用爐進(jìn)行等溫淬火、高溫回火,更為穩(wěn)妥。
35CrMo鋼和42CrMo鋼鍛后利用等溫退火得到鐵素件和珠光體組織便于切削加工。若用正火,在空氣中得到大量貝氏體組織,切削加工很困難。