不锈钢轴断裂原因？

oliver

发动机节气门轴运行几天到几十天后断裂。
材料：420F（相当于中国牌号易切削不锈钢 Y3Cr13）

车削后热处理工艺：
淬火：真空三段加热 650℃ 30分钟/850℃ 30分钟/1050℃ 130分钟，氮冷
回火：170℃ 100分钟
硬度：HRC55

热处理后磨削到Ra0.8。
附上低倍断口和扫描电镜照片，显示为沿晶裂纹。第二张和第三张照片边沿上疑似水渍处是同一个区域。
、
我觉得开裂原因可能是：
1. 淬火后没有及时回火，组织应力致使开裂。
2. 机加工刀痕过大，在热处理冷却过程中因应力集中导致开裂（第二张照片似有明显刀痕）
3. 磨削裂纹。

请大家帮忙分析一下断裂原因。

NUS24204

个人观点：
淬火温度高造成的晶粒粗化，晶界内部分布许多颗粒状的物体（怀疑是碳化物积聚）
预热温度调整降低550→780→1000
热处理前的表面清洁工作也非常重要。

oliver

晶粒上分布的颗粒状物体应该是未溶解C-Cr碳化物。
以楼上的观点，除了温度过高外，第三段温度加热时间130分钟是不是也太长（该轴尺寸大约Φ8.5X80mm）？

前封帖子附上x1000的扫描电镜照片是为了看清未溶碳化物。
再附两张x500的扫描电镜照片，麻烦再看看晶粒度是否合适？

canman

是不是应从宏观上进行分析先？

oliver

请您赐教，愿闻其详。

NUS24204

晶粒度应该在6～7左右，看来未熔物质的影响比较明显。
机加工影响就需要宏观断面分析了。
希望有调查结果记得分享。

oliver

1楼附件中，第三张照片是低倍宏观断面。第二张照片是表层。

NUS24204

楼主：那样的表层照片不利于观测，最好将断裂面重合再拍照。多角度，多方位。
宏观断口分析才是失效分析的第一部。

oliver

现场人员当初从现场只拍到这一张照片。以下附件图示这根轴的安装和断裂位置。

wanghgseu

氮冷，冷却够剧烈，如果没有及时回火可能这里有问题。