请大家帮忙分析下此裂纹产生的原因

我无语 · 发表于 2013-12-17 12:15:40

本帖最后由我无语于 2013-12-17 12:21 编辑

工件为齿轮，45号钢，工艺为锻造后机加工然后高频淬火加低温回火。
同一工艺参数的一批活做了几百个，客户使用一年后有一个出现断齿现象。
断齿的部位在齿根处，硬度HRC40，为淬火与非淬火区的过渡部位，亦是工件工作时的受力位置之一，拿回来后探伤发现在断齿相邻的齿的齿根处亦有裂纹。裂纹笔直，贯穿整个齿根。

裂纹，未腐蚀，100倍

裂纹，100倍，附近有贯穿整个齿的长条状铁素体

裂纹，400倍，整个裂纹位于长条状铁素体之上。

裂纹附近的带状组织，100倍

请大家分析下产生此裂纹的原因。谢谢

不再回头 · 发表于 2013-12-17 12:23:04

我也有过这种现象，并天天做这种组织的材料，如果我跟你说这不是裂纹你会相信吗？因为我的材质与你的不一样，我把其定义为合金元素偏析带，其硬度247HV旁边是206HV,希望对你有帮助

我无语 · 发表于 2013-12-17 12:51:40

本帖最后由我无语于 2013-12-17 12:52 编辑

不再回头发表于 2013-12-17 12:23
我也有过这种现象，并天天做这种组织的材料，如果我跟你说这不是裂纹你会相信吗？因为我的材质与你的不一样 ...

谢谢你，不过这个确实应该是宏观意义上的裂纹，探伤后能明显的看出。且旁边的齿也出现了断齿现象。
你说的这不是裂纹具体指的是？？
谢谢。

hawkch · 发表于 2013-12-17 13:30:39

建议做个强度校核，FEA 做个计算，看看出现裂纹位置模拟应力是多少？
另从你上传组织看，铁素体+珠光体，硬度40HRC？应该没有这么高吧？
高频淬火+低温回火表层正常组织液应该是马氏体吧？

我无语 · 发表于 2013-12-17 14:42:11

hawkch 发表于 2013-12-17 13:30
建议做个强度校核，FEA 做个计算，看看出现裂纹位置模拟应力是多少？
另从你上传组织看，铁素体+珠光体，硬 ...

家里只有金相显微镜，其他的都做不了啊
硬度的话确实是HRC40的，
这个位置是淬火过渡区

sky2000 · 发表于 2013-12-17 18:12:54

带状组织的存在使钢的组织不均匀,就是缺陷之一.是否应先做正火消除再议?

wanghgseu · 发表于 2013-12-17 21:15:54

沿着带状组织的方向，裂纹从铁素体长条中间延伸，猜想是因为铁素体强度较低，导致从这里开裂。消除带状组织后应该会好一点。

qlf_126 · 发表于 2013-12-18 08:29:43

LZ的这个确实是裂纹了！这从打显微硬度的金相中可以看出来！
另：同意带状偏析导致开裂的观点！

hawkch · 发表于 2013-12-18 08:38:49

我无语发表于 2013-12-17 14:42
家里只有金相显微镜，其他的都做不了啊
硬度的话确实是HRC40的，
这个位置是淬火过渡区

HV480相当于HRC47.7 相当于强度1600MPa左右，珠光体有这么高的强度吗？
建议你不要用纤维硬度，测下宏观硬度。

rclgy · 发表于 2013-12-18 08:51:31

你预备热处理为什么不做？基体强度太低，建议增加调质预备热处理！有带状组织的要正火予以消除后再调质加表面淬火》

我无语 · 发表于 2013-12-18 08:57:35

rclgy 发表于 2013-12-18 08:51
你预备热处理为什么不做？基体强度太低，建议增加调质预备热处理！有带状组织的要正火予以消除后再调质加表 ...

这个是以前的产品，现在出现断齿和裂纹，
我现在弄不清楚这个裂纹是淬火时产生的裂纹还是在使用时因为带状组织造成的裂纹。
此位置是淬火过渡区

我无语 · 发表于 2013-12-18 08:59:01

qlf_126 发表于 2013-12-18 08:29
LZ的这个确实是裂纹了！这从打显微硬度的金相中可以看出来！
另：同意带状偏析导致开裂的观点！

您也觉得是带状偏析导致开裂是吧？
和淬火无关吧？

我无语 · 发表于 2013-12-18 09:04:08

hawkch 发表于 2013-12-18 08:38
HV480相当于HRC47.7 相当于强度1600MPa左右，珠光体有这么高的强度吗？
建议你不要用纤维硬度，测下宏观 ...

您看1楼的最后一张图，是珠光体+铁素体+回火马氏体的，此处正是淬火过渡区。

hawkch · 发表于 2013-12-18 09:25:57

我无语发表于 2013-12-18 09:04
您看1楼的最后一张图，是珠光体+铁素体+回火马氏体的，此处正是淬火过渡区。

如果的确是过渡区断裂，建议楼主看下淬透层深度符不符合图纸要求。结合楼主提供齿轮运行时间，应该是疲劳断裂，淬透层深度不足，导致齿根部位疲劳寿命下降，提前发生疲劳断裂。不过要确认的话，还的做个断面的断口分析，如果是疲劳断裂特征应该很明显的。不过看楼主已经做金相样了，不知道还有没有断面的样品。

紫丁香 · 发表于 2013-12-21 16:18:39

能把整个齿轮的断裂处宏观图片上传一张么。

op7962 · 发表于 2013-12-22 12:10:51

能不能把有维氏硬度压痕的那个腐蚀一下看下金相，我怎么觉得打硬度的位置和上面铁素体上面的裂纹不是同一个位置。

nmgxaaa · 发表于 2013-12-23 20:49:32

硬化区域是否符合图样要求，过渡区拉应力大，强度低

BZRALEX · 发表于 2013-12-23 23:00:47

整个裂纹这么直，虽然没看出裂纹源，不过推断为剪切力产生的裂纹。我觉得你们锻造之后没有经过调质或者正火处理，就直接感应淬火，这在技术上不达标。淬火后，铁素体粗大，组织不均匀，降低了工件的强度，容易产生裂纹。

我无语 · 发表于 2013-12-25 09:26:20

紫丁香发表于 2013-12-21 16:18
能把整个齿轮的断裂处宏观图片上传一张么。

我无语 · 发表于 2013-12-25 09:29:52

op7962 发表于 2013-12-22 12:10
能不能把有维氏硬度压痕的那个腐蚀一下看下金相，我怎么觉得打硬度的位置和上面铁素体上面的裂纹不是同一个 ...

裂缝处的蓝色部分可能是有积水，
此图上的硬度点与上面的未腐蚀的图的硬度点是对应的

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