我公司新進一批45#鋼制蓋板（見圖1），要求蓋板調質后硬度達到25～32HRC，進廠檢驗時發(fā)現(xiàn)有裂紋且多數(shù)沿孔口呈弧線延伸。隨后對該批蓋板進行磁粉探傷，發(fā)現(xiàn)部分蓋板出現(xiàn)裂紋，如圖2所示。
圖1 蓋板宏觀照片
圖2 蓋板磁粉探傷裂紋照片
一、化學成分及材質硬度分析
對蓋板材質使用OBLF 直讀光譜儀進行化學成分分析，并用洛氏硬度計檢測硬度，結果如表1所示。表1 蓋板化學成分（質量分數(shù)） （%）
從檢測結果可以看出，蓋板的化學成分符合GB699—1988中45鋼要求，硬度檢測結果偏低于使用要求。
二、金相組織觀察
對蓋板進行金相制樣（未腐蝕），使用LEICA DM4000M顯微鏡觀察蓋板裂紋，金相如圖3所示。
圖3 蓋板裂紋金相
從圖3中可以看出裂紋及周邊存在大量的非金屬夾雜物，根據GB/T10561對非金屬夾雜物進行檢測,檢測結果如表2所示。表2 非金屬夾雜檢測結果 （級）
表2結果顯示這些非金屬夾雜物屬硫化物類，這些非金屬夾雜物降低了鋼的塑性、韌性及疲勞極限，是產生裂紋的原因之一。對同一蓋板不同位置的金相樣品腐蝕后觀察如圖4、圖5所示。圖4的金相組織為回火索氏體，屬于正常組織狀態(tài)，可滿足使用性能。圖5的金相組織為晶粒粗大的網狀鐵素體+珠光體，即魏氏體組織，說明蓋板在調質淬火時出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，致使組織晶粒粗大，并在適當?shù)睦鋮s速度下很容易形成圖片中的金相組織。魏氏體組織的出現(xiàn)會引起鋼的強度、韌性和塑性降低，尤其是沖擊韌性，這也是產生裂紋的原因之一。
三、蓋板裂紋產生的原因分析
該批蓋板共400件，其中發(fā)現(xiàn)裂紋的有46件，事情發(fā)生后及時與供方取得聯(lián)系。通過與供方溝通及參觀現(xiàn)場得知，蓋板原材料為薄片鋼板，調質工藝的加熱溫度過高是造成過燒的原因。從金相可看出原材料中含有大量非金屬夾雜物，降低了鋼的塑性、韌性及疲勞極限。在調質過程中由于零件過燒出現(xiàn)魏氏體組織，也降低了鋼的塑性、韌性，形成較大的內應力，這些都是產生裂紋的隱患。最后零件在加工4個孔的過程中機械加工應力導致工件在其周邊產生弧線裂紋。
四、結束語
（2）蓋板裂紋形成于機械加工過程。但原材料中的非金屬夾雜物及晶粒粗大的魏氏體組織是裂紋形成的根源。（3）應提高對原材料的管控，完善熱處理工藝，減少熱處理產生的組織應力以及降低機械加工應力，以杜絕裂紋出現(xiàn)。作者：孟凡濤，劉愛龍，張海洋，王曉慶
單位：山東常林機械集團股份有限公司節(jié)能液壓元件及系統(tǒng)國家重點實驗室
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