8740材料使用中断裂，什么原因？

gtn1314

有朋友求助，材料为AISI8740：
Component    Wt. %  
C 0.38 - 0.43   
Cr 0.5   
Fe 97   
Mn 0.88   
Mo 0.25   
Ni 0.55   
P Max 0.035   
S Max 0.04   
Si 0.23   
工艺为860度淬火，200度回火，硬度大约HRC57左右，金相组织为：




断口无塑性变形，为脆性沿晶断裂，SEM高倍断口图片如下：






零件无形状突变，诸位大师看看可能是什么原因造成的开裂？

gtn1314

抛砖引玉：

1. 看断面无明显腐蚀痕迹，所以基本排除腐蚀造成开裂；
2. 断面较粗糙，不像是氢脆造成的脆断；
3. 晶粒长大不明显，所以应该不是过烧造成脆断；
4. 金相组织不是非常的细，不排除过热的可能性，但晶界面无沿晶韧窝，所以过热可能性较小；
5. 无明显低熔点金属结晶痕迹，所以不太可能是低熔点金属沿晶分布造成晶界强度低导致开裂；
最可能的还是低温回火脆性，可以查找资料，看该材料合适的回火温度是多少，并检验炉温，看有无跑温。遗憾的是该断裂发生后未第一时间做断口分析，未能找到断裂源并做有兴趣的区域的微区能谱成分分析，所以是否属于环境影响导致开裂，例如应力腐蚀导致的开裂就很难证明了。
诸位大师看看有无其他可能原因造成开裂？并请指明分析中不如意的地方，或者如果是您解决这个问题应该如何入手？

dhzhou888

最近忙完了《热处理》的约稿，写了一篇9500字的《球墨铸铁强韧化热处理工艺及其应用》，看到夏工的帖子。我有几点意见：
1，要了解该零件的名称，了解使用情况，是偶然个别断裂还是批量？使用多长时间？从提供的图片看，不是疲劳断裂，脆断是否与过载有关？2，该材料是国产的吗？有些标明执行美国标准的材料实际是国产的，微量元素决定冶炼水平。3，热处理工艺？4，宏观断口？如有可能进行本体的力学性能测试。

gaoxiwen

扫描电镜的照片看起来不是怎么好啊，晶界很粗的，很容易造成沿晶断裂。
再说这种材料一般不会低温回火的，该状态能承受的冲击小，能使用的工况范围应该不大。

MYG

由于：1、没有断裂源；2、未找到断裂源；3、断口已破坏；4、制造和使用情况不明。
要确定断裂原因是困难的。
断口SEM形貌，主要为沿晶断裂，有少量穿晶断裂。

gtn1314

dhzhou888 发表于 2011-9-29 10:53
最近忙完了《热处理》的约稿，写了一篇9500字的《球墨铸铁强韧化热处理工艺及其应用》，看到夏工的帖子。我 ...

恭喜周老师新作完成！有空聚聚！
该零件叫斜刀座，煤矿机械用，出口美国的，最新信息是该零件是淬火直接开裂了，前一个样品是刚使用就开裂，我没见着。
据说该产品批量很大，每批断裂的不多，只有几个。在国内发现缺陷就还好，但是偶然会在美国出问题，所以有点急。
材料是国产特殊定制的。

gtn1314

gaoxiwen 发表于 2011-9-29 12:28
扫描电镜的照片看起来不是怎么好啊，晶界很粗的，很容易造成沿晶断裂。
再说这种材料一般不会低温回火的， ...

煤矿机械用，高温回火硬度低就很容易磨损掉了。

gtn1314

MYG 发表于 2011-9-29 12:57
由于：1、没有断裂源；2、未找到断裂源；3、断口已破坏；4、制造和使用情况不明。
要确定断裂原因是困难的 ...

刚刚和他们接触，还不是直接接触，国内的一些专家您也知道，一开裂就只想到做金相，结果线切割的冷却液和金相腐蚀剂把断口污染得比较严重，而且断口都被线切割刮掉一块了，还是在一些细纹路汇聚的地方，很可能是裂纹起源处。
这个分析是挺难，这种断续批量性问题一般至少要跟踪几个批次的多个开裂零件，下的结论才相对可靠。

范达

这种材料获得高强度的同时必然降低断裂韧性,局部成分偏析,是否会导致局部应力集中开裂的可能性,碳化物质点靠近撕裂岭是否与开裂有关.

gtn1314

范达 发表于 2011-9-29 21:37
这种材料获得高强度的同时必然降低断裂韧性,局部成分偏析,是否会导致局部应力集中开裂的可能性,碳化物质点靠 ...

理论上您所说都有可能，但是要看到基本上整个断面多呈现沿晶断裂形貌，这个非常不正常。局部应力集中，以我以往的经验，形成脆性解理形貌更多一些，欢迎多多发表高见！

dhzhou888

gtn1314 发表于 2011-9-29 15:49
恭喜周老师新作完成！有空聚聚！
该零件叫斜刀座，煤矿机械用，出口美国的，最新信息是该零件是淬火直接 ...

请提供热处理工艺，这个问题我碰到过类似的。有机会我们一起到该单位现场看看，但一般单位又认为我们不权威。不管怎样，主要是避免今后再出问题。

gtn1314

dhzhou888 发表于 2011-9-30 08:51
请提供热处理工艺，这个问题我碰到过类似的。有机会我们一起到该单位现场看看，但一般单位又认为我们不权 ...

是一个朋友的朋友让帮忙的，我来问问他可以去现场不。