求助！40Cr托轮轴断裂金相分析

孤鸿踏雪

爱书的小熊 发表于 2012-4-16 17:24
您确定网状铁素体是锻造遗留的吗？是不是淬火不充分呢？

    请你解释一下什么是“淬火不充分”？什么原因会造成“淬火不充分”？

csp8225

淬火温度加热温度不够，保温时间短，有未溶块状铁素体；淬火时冷却不足，即没淬上，是非淬火组织。

197971500

直径410mm，淬火保温4小时，回火保温15小时，加热系数不对的
估计你淬火后的硬度也不超过350，你的取样位置是哪里
不过这么大的轴真正的断裂原因还得认真分析。

taiyangdao

您是按照按GB/T13320-1991《钢质模锻件金相组织评级图及评级方法》的标准进行检测的吗？其中标准中有规定当锻件取样部位有效厚度＞20mm时，以距表面10mm处作为检验部位制取。不知您的金相照片照的那个位置，如果照在大于10mm处照的就没有检测的必要，不符合GB/T13320-1991的检测标准，要是心部位置这样的组织很正常，如果是10mm以内的位置这样的组织就不合格了，我看你的金相照片中有组织偏析现象这样就造成工件的各部位的机械性能也不一样，您检测晶粒度了吗？如果晶粒大小不均也容易造成断裂

爱书的小熊

孤鸿踏雪 发表于 2012-4-18 10:31
请你解释一下什么是“淬火不充分”？什么原因会造成“淬火不充分”？

我的理解是加热温度或保温时间达不到，组织没有完成转变成奥氏体，是不是可以这么理解？

爱书的小熊

taiyangdao 发表于 2012-4-18 11:37
您是按照按GB/T13320-1991《钢质模锻件金相组织评级图及评级方法》的标准进行检测的吗？其中标准中有规定当 ...

谢谢您的提醒，我取样是在表面至中心的距离大于10mm，但这样的组织正常吗？不太正常吧？冲击功太低了

向北方

学习中学习中学习中

孤鸿踏雪

爱书的小熊 发表于 2012-4-18 13:02
我的理解是加热温度或保温时间达不到，组织没有完成转变成奥氏体，是不是可以这么理解？

     你所理解的只是局限于奥氏体化不充分而已。如果奥氏体化充分而冷却不充分，能否避免淬火不充分呢？
     另外，你对于冷却不充分如何理解？

caoshilian

“托轮轴在使用过程中断裂，而且断裂不在应力最集中部位。”
不要过多地考虑工艺参数是否恰当合理，应着重查找断裂处偶有的缺陷（原材料、锻造和热处理方面）

wangqinghua196

第一，从选材方面看，￠410mm直径的托辊轴，选择40Cr钢调质本身就不妥当！
第二，淬火加热4小时，想必是箱式炉或井式炉加热，那么加热系数只有0.585min/mm。如果有分段预热的话，勉强可以，但是没有预热的话，这个加热系数就差的多了。
第三，采用油淬火时，距离表面10mm的地方需要冷却50min以上，此时此处为少量F+P+少量B组织,硬度在35HRC-42HRC（估计）。没有获得马氏体组织，回火之后冲击值低下。
第四，加工余量的问题。会导致硬化层更少！
总体来说，楼主的零件从设计到热处理工艺都有改进的空间。论责任：设计是主责，热处理是次责！
请指正！

小孟

爱书的小熊 发表于 2012-4-16 17:22
您好，我认为铁素体都是网状吧，块状铁素体是什么样子的？请指教哈

白色的块状 就是铁素体  

小孟

孤鸿踏雪 发表于 2012-4-18 10:31
请你解释一下什么是“淬火不充分”？什么原因会造成“淬火不充分”？

杨工 我多嘴一句，晚辈认为是保温不足以及加热温度过低造成零件没有淬上的，组织中明显的块状铁素体就说明了这点。
此外感觉选择材料也有问题，这么粗的轴，为什么选40Cr呢，我认为应该选择淬透性更好的材料淬火。
如有不正确，请指正。

何柬松

从块状铁素体成因来查找几个可能的因素：
1，金相上看确认是未溶铁素体；
2，原材料成分偏析会造成局部低碳区域，该区域铁素体量很大；
3，加热温度低使该区域铁素体溶解难度加大；
4，保温时间短使该区域铁素体未能完全溶解；
5，没见到马氏体或回火组织，就不说冷却的问题了~

爱书的小熊

孤鸿踏雪 发表于 2012-4-18 15:07
你所理解的只是局限于奥氏体化不充分而已。如果奥氏体化充分而冷却不充分，能否避免淬火不充分呢？
...

大师在慢慢考我了哈，哈哈，我专业学的不太扎实，还得多向您及其他各位前辈请教。冷却不充分是否可以理解为：1、冷却速度过慢，与介质有关；2、冷却时间过短，与操作及工艺制定有关。

wisher

爱书的小熊 发表于 2012-4-19 00:37
大师在慢慢考我了哈，哈哈，我专业学的不太扎实，还得多向您及其他各位前辈请教。冷却不充分是否可以理解 ...

选材是否合适不做评论，但是这么粗的轴 ，在非应力集中部位断裂，那么做失效分析的话，首先要进行超声波探伤检验
然后分析一下机械性能，判断热处理是否达到了技术要求


从以上分析来看，没有见到超声波探伤，内部是否存在缺陷不可考；理化检验，你的热处理没达到技术要求。

建议你更改热处理工艺，这么粗的轴，适当延长淬火保温时间，增加一下加热温度，然后冷却方式采用盐水冷却，估计问题就不会很大了。前提还是在原材料上做好超声波探伤，排除材料本身的缺陷。

njxwl

40Cr做轴超过200采用调质无意义

niuxide

需要了解这种材料应该得到什么样的组织算是合格？

紫琅人

爱书的小熊 发表于 2012-4-16 17:22
您好，我认为铁素体都是网状吧，块状铁素体是什么样子的？请指教哈

块状铁素体在你图片500倍数中间部位就有这样的组织

taiyangdao

您应该检测回火索氏体组织从表面到心部有多深，如果您的金相照片就是表面组织说明您的工艺有问题，所以工件的机械性能不好，

爱书的小熊

wisher 发表于 2012-4-19 09:40
选材是否合适不做评论，但是这么粗的轴 ，在非应力集中部位断裂，那么做失效分析的话，首先要进行超声波探 ...

    已对该轴做过超声探伤，合格，轴内部也未发现锻造缺陷。现在主要从理化角度分析。目前看各位专家的意见，大多认为失效与热处理工艺有关，我们单位内部也是这么认为，基本可以下结论了。非常感谢各位的跟帖，以后多向你们学习！