失效分析应用实例（加分交流）

学习的态度

【概况】：家具配件（厚度1mm薄片经过冷成型成∟型）
【材质】Q195（一般采用18A材质）
【技术要求】HRA60-68；渗碳层0.24-0.28mm（渗碳层不做强制考核，按照18A材质控制的经验数据），韧性薄片压平不断开，允许有裂纹；疲劳试验5W次以上（较好达到指标）。
【生产设备】连续式网带渗碳炉
【原因分析】：18A材质我们上面技术要求都可以达到。Q195非常困难，其韧性指标非常难达到，我们将渗碳层从0.15mm到0.35mm都做过试验韧性都太脆，为了细化淬火后晶粒我们水淬，油淬都试过，因为有变形的要求所以我们最好不要用水淬（因为实践水淬变形不稳定，变形率有0.2%超标）。
【改进措施】：通过2次淬火（第一次温度920度渗碳后降至850度直接淬火，第二次850度加热在淬火将渗碳层控制在0.32-0.34mm）细化晶粒提高韧性；为了得到均匀的硬度，延长渗碳时间，将渗碳层控制在0.32-0.34mm；将渗碳层淬火马氏体组织通过较高温度回火（440度）得到回火屈氏体组织提高韧性。
【结论】：采用该改进措施技术指标全部通过。
【备注】18A材质我们淬火后心部是板条状马氏体+少量铁素体组织，晶粒较细，渗碳层达到0.25淬火硬度可以达到HRA74左右在通过360度回火都可以达到客户要求同时热处理生产成本低。但Q195我们不同的渗碳层都试过，低的渗碳层硬度不均匀韧性也不是很好，高的渗碳层通过较高温度回火（440度），将渗碳层马氏体组织转变成回火屈氏体组织可以改善点但还是较脆，所以通过两次淬火细化晶粒改善了韧性，同时较高的渗碳层硬度非常均匀，疲劳试验也好。

[ 本帖最后由 学习的态度 于 2009-8-12 10:39 编辑 ]

bbb53

【概况】： 110v 电动冲击钻, 小齿轮在做FFU lift test 40 小时损坏,损坏形式为磨损,齿面基本磨平.
【材质】: 不明 中碳钢,应该为40Cr类材料.
【原因分析】： 损坏齿硬度:39.2   38.4 39.3HRC. 未损坏齿硬度:54HRC.
                             损坏齿金相: 回火S        未损坏金相：马氏体
【现场分析】： 观察样品发现齿轮支架 简单， 稳定性差， 同时大小齿轮节圆处配合不到位， 润滑油十分劣质。油膜损坏， 在大齿轮上有黏合现象。

【结论】：1。装备精度差和润滑油低劣导致齿轮摩擦剧烈，温度升高。造成小齿退火，硬度降低。
          2。小齿轮偷工减料， 采用整体淬火。

天天小非

老师可以描述错误吧，渗碳产品空冷有意思吗？渗碳后在空气中在挥霍掉，不是浪费资源吗？

风来疏竹

专家：你可以更正啊！发表一下高见吧。

天天小非

再劣质的润滑油也不至于有800度的闪点吧，只有达到该闪点才可能出现40Cr材料退火现象呀。

天天小非

这个很难呀，不知道具体失效情况，不知道材料和具体热处理工艺，不知道产品的具体使用情况，我无法更正，更正也只是闭门造车呀， :D

建议该论题能否添加图片、使用情况、组织分析、失效模式等多个环节，这样会产生一个主题一篇论文，哈哈

bbb53

原帖由 天天小非 于 2009-8-13 15:57 发表
再劣质的润滑油也不至于有800度的闪点吧，只有达到该闪点才可能出现40Cr材料退火现象呀。

可能我表述不清楚， 此产品用的是润滑脂， 温度不要达到 所谓的燃点， 只要100多度融化变为液体，既从储油仓溢出，导致齿面缺油， 而此产品在冲击作业时 温度达到200度左右很正常。。

再加上 节圆不配，
导致温度更高，然后就————————

我们分析认为 如果此产品 配合较好， 齿面油膜没有破坏， 估计120小时的life test 可能能过。

而小齿轮 只用整体淬火的热处理方法 确实前所未见。 不知道 天天小非 老师有何高见。

天天小非

小齿轮有采用整体淬火的，比如钟表大小的齿轮无法进行感应淬火和渗碳处理，只能采用整体淬火方式来解决。你的论题没有图片和具体说明，随便胡说而已，不要见怪。哈哈。加上上面的论题基本没有看，就看两个，包括您的一个，不好意思了。
对于学问，每一个人都可以提出自己的观点，不需要观点正确，只需要论证了自己的观点就可以了。哈哈，。

所以因为

【概况】：高速钢圆锯片表面裂纹，在实际生产中很少出现。
【情况描述】：一般裂纹如因热处理应力（组织应力和热应力）所引起的话，裂纹大都发生在应力集中处，而此次发生裂纹的部位在圆锯片的端面上。
【原因分析】：圆锯片为锻打件，机加工时二个端面车削不均，造成一个端面脱碳层未清除彻底，表面存在Fe7W6，它无塑性；因表面和内部组织不同，淬火冷却后因组织应力不同，导致圆锯片表面发生裂纹。
【防止措施】：二个端面车削时应均匀。
以后再无类似现象发生。

风来疏竹

周鼎华先生关于《S45C钢件开裂原因分析》
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=27111&highlight=

xiaoyuang999

【概况】：SA106C和WB36材料钢管性能试验时 冷弯经常断裂
【原因分析】：1。对冷弯试验有裂纹和断裂的试样分析结果看，造成不合格的主要原因是材料中的氢偏高造成氢脆断裂，氢含量越高，氢致裂纹就可以在较低应力下形成，使断裂敏感性增大。
2．显微疏松和夹杂物等缺陷对氢致裂纹有一定的促进作用，应力集中效应可使裂纹在平均应力较低的情况下提前形成，但从金相及低倍断口的检验结果来看大多数并不很严重，其影响处于次要地位。聚积分布的夹杂及较严重的疏松等显微缺陷亦也有可能在没有氢的影响下形成冷弯裂纹只是裂纹不易扩展长度较小。在本次试验中有少部分SA106C材料疏松级别较高，需要进行控制。
3．金相检验结果表明材料中的夹杂级别不是很高，晶粒细小、组织正常。低倍试样上裂纹的规律性完全取决于材料本身的质量，若疏松和偏析夹杂分布于枝晶偏析区为主，在氢的作用下以枝晶偏析区断裂为主，若分布于枝晶主杆的夹杂多，而疏松等最后结晶引起的缺陷少，则以枝晶主杆区断裂为主。
【结论】：1.对SA106C的断裂分析表明此断口为横烈结晶断口，断裂的主要原因为在柱状晶结晶时，大量的锰硅酸盐低熔点夹杂物析出和大量疏松造成的柱状晶晶间断裂，此断口无法用热处理予以补救，压力加工改善可能性和可操作性难度很大。
2．对硬度高的材料WB36钢管可以重新热处理以改善塑性。
【改进措施】：炼钢时严格控制钢锭的夹杂和疏松，并严格控制钢锭氢含量小于2ppm.

yuliang8899

【概况】：汽车套管，表面局部中频后出现大量轴向浅裂纹。
【原因分析】：淬火液喷量过大，喷水时间过长，导致自回火温度过低。
【改进措施】：适当减小喷水量，在保证表面硬度的前提下，缩短喷水时间
【试验及验证】：经过磁粉探伤机对工件100%探伤，未再发现裂纹。

daxingxingli

【概况】：9Cr2Mo轧辊淬火末端脱肩
【原因分析】：采用工频机床淬火过程中，淬火末端断电后悬停喷水位置过于靠近肩部，造成棱角位置局部冷速过快，淬裂位置两侧出现组织差，环裂启发部位存在复合拉应力，导致开裂。
【改进措施】：停电位置保证预留较多软带区，保证棱角处不被立刻淬硬。
【试验及验证】：效果明显
【结论】：适当的预留软带，可以有效防止轧辊轴肩环裂和脱肩的产生
【备注】：但是软带预留一定要适量，过多的软带会造成产品不合格，GB要求软带不超过60mm

会绑饼子

GCr15钢制冷冲模，58-62HRC，两处要求R2，但机加工是说加工不出，R小于0.5，应力集中，淬火时加热温度过高，850，保温时间过长，冷且时间过长，21件开裂14件，全从R处开裂。废补19件，R2仍未加工出，用薄片砂轮磨出R来，虽不到R2，但去除尖角，加热840，工件保温15分钟即可，淬油，200左右出油，及时回火，19件全部完好，硬度61-62HRC。

651225005

【概况】：CrWMn钢凸模淬火时开裂，开裂部位既不是尖角处，也不是厚薄不均处，位于模子中间。
【原因分析】：检查化学成分符合，金相组织为马氏体+残余奥氏体+粒状碳化物，碳化物呈断续网状分布，约3级。
【改进措施】：锻后增加正火+低温球化退火
【试验及验证】：工艺改进后再未出现开裂现象

风来疏竹

转摘 2009年全国失效分析会议论文

NZL

Cr12冷冲模具钢在热处理中，如何延长上冲头使用寿命，原材料锻造有利于改良碳化物偏析及细化晶粒，但大多数厂都做不到。这就给热处理带来很多麻烦但掌握好工艺，将其寿命提高到10万件15万件不是难事，下料机使用的下料刀，最大可下直径80mm圆钢，我采用特殊的工艺处理的下料刀，平均寿命10万件是有的，下直径30的材料最长寿命达到30万件，卡松石化技术部，一家个体企业生产汽车刹车片，我指导一天时间，用最原始20千瓦小型电阻加热炉，该公司把原来每天配模具的工序取消了，寿命延长5-10倍

888888

CR26此钢是铁素体不锈钢,材质较软,碳含量较大时有大量碳化物会析出,耐蚀性严重下降,偏析也很严重,不适合做耐磨耐蚀件

风来疏竹

58# 888888
严格控制含碳量，可以使得耐蚀性能提高。

nel1982

左转向节臂断裂失效分析
【概况】：某厂生产的转向节臂在使用过程中发生断裂。转向节臂所用材料为40Cr，加工工艺为：锻造一调
          质(网带炉加热，840℃油冷，560 oC回火)一机加工后表面涂漆。
【原因分析】：(1)原材料中存在大量的非金属夹杂物；
              (2)材料中流线分布不合理，存在表面氧化皮压入等锻造缺陷；
              (3)材料表面有脱碳现象；
              (4)材料金相组织不合格。
              以上缺陷均对零件的疲劳强度有不同程度的影响，共同作用下造成左转向节臂在使用过程中
              断裂。
【改进措施】：(1)生产厂家加强对原材料的检验，避免不合格原
              材料进入下一加工环节；
              (2)加强锻造工艺及热处理工艺控制，使得材料得到良好的组织形态，提高材料的综合性能，从
              而才能满足零件的使用性能。
【试验及验证】：经以上措施改进后再未出现转向节臂断裂现象