常州精密钢管博客

45钢轴类零件热处理断裂分析及预防

45钢由于价格便宜、来源方便、加工性能好,淬火后具有较高的硬度,调质处理后具有良好的强韧性、高的强度和一定的耐磨性,被广泛地应用于中低档的轴类零件。但是45钢轴在热处理过程中,由于材料本身的原因,热加工不当和热处理工艺安排不合理,往往容易产生热处理断裂或在工作中发生早期失效,造成产品报废,严重影响生产的正常进行。


1.柴油曲轴热处理产生的裂纹及预防

某柴油机厂生产一批柴油机曲轴,该工厂采用圆钢锻造,为了赶工期,该厂采取的加工工序是:下料→锻造→粗加工→调质→精加工→检验入库。该批曲轴在淬火后,一部分曲轴的曲拐处产生裂纹,造成了产品报废。


分析工序安排和以往的经验,这是因为锻后没有进行退火或正火,钢材在锻造时产生的锻造应力没有很好地消除,因此在热处理淬火时,淬火产生的应力和原来轴中存在的应力叠加,当叠加应力超过材料的强度极限时,曲45钢曲轴表面应力集中处即产生裂纹。


针对45钢锻造曲轴产生裂纹原因的分析,对45钢锻造后的曲轴进行正火热处理,不仅消除了锻造产生的应力,还为曲轴的调质热处理做好了组织准备,正火后的45钢曲轴锻件在淬火后不再产生裂纹。


2.45钢轴类的热处理工艺改进

某机械厂生产一批轴套,外径φ140mm,内径φ100mm,长320mm。如果采用圆钢制造,仅内孔切掉就浪费材料50%以上,而且浪费大量加工工时。后来该厂采用外径略大内径略小的钢管制造,这样就节约了大量钢材料并节省了大量加工工时。为了提高轴套的强度,我们采用了调质热处理,其热处理工艺是:淬火加热温度840℃,水冷;550℃回火,保温2h后空冷,回火后轴套硬度25~30HRC,符合技术要求。


但是第一批热处理的12个轴套中有2个出现裂纹。分析其产生的原因:①由于中空套在淬火冷却时,内外壁冷却不均匀,外部冷却快,内壁冷却慢,造成内外应力不均匀,使轴套产生裂纹。②钢套在轧制过程中产生的内应力未能很好地进行消除,因此在热处理时轧制后的残留应力和热处理淬火应力叠加,当叠加应力超过钢材的强度极限时,45钢钢套就会断裂。


针对以上原因,我们采取两项工艺改进:①淬火前,首先对轴套进行消除应力退火,加热温度700℃保温1h,出炉后空冷。②轴套在淬火冷却时,应垂直入水,并上下不停运动,这就加快了轴套内壁的冷却速度,减少钢套内外壁冷却温度的不一致性,从而减少内外壁冷却应力。


采取以上两项工艺措施,轴套在热处理后不再出现裂纹,提高了产品质量,从而保证了轴套生产的正常进行。


3.大型45钢锻轴的热处理工艺改进

在某一热处理厂,我们对一根φ320mm×1600mm大型锻轴进行调质热处理,虽然我们淬火冷却过程采取多项工艺措施:即从电阻炉取出大型锻轴时放在空气中预冷却,适当降低淬火温度,在冷却阶断采取水冷→空冷→水冷→空冷→水冷,并提高出水温度,但锻轴仍旧出现裂纹。这是因为大型轴淬火时内外温度相差较大,冷却温度不均匀导致内外应力过大引起的。


我们改进了热处理工艺,在处理大型锻轴采取了用正火代替调质处理。并对调擀轴和正火轴进行组织和性能的检查,发现两类轴组织和性能基本一致。因此,我们认为对直径较大的轴可以采取以正火代替调质热处理,这样既解决了大型轴的质量问题,又可保证大型轴淬火裂纹的产生。对于要求表面对磨性较高的大直径轴,可采取锻后正火处理,加工成形后,再对大直径轴进行表面中频感应淬火,这样可大大提高轴的使用寿命。


4.细长轴的热处理工艺改进

某机械厂在处理一批φ20mm×300mm的45钢细长轴,其技术要求轴表面硬度45~50HRC。为了减少细长轴的热处理变形,我们采取了亚温淬火,即轴的加热温度800℃,水冷→油冷双液淬火,然后200℃保温2h后空冷,轴的变形有所减小,硬度略有降低,热处理硬度43~48HRC。但在使用过程中,虽然硬度偏低,仍出现早期断裂。


原因分析:经金相组织检查,发现在回火马氏体组织中有块状铁素体,残余铁素体破坏了轴的破断抗力,使轴在使用过程中出现了早期断裂失效,严重影响了生产的正常进行。


后来我们在处理此类轴时,适当提高了淬火加热温度(830℃),在水中冷却,当轴冷却到150~200℃时进行校直,这是因为45轴在200~150℃时,奥氏体向马氏体转变较激烈,相变超塑性效应明显,校直较容易,校直后进行200℃回火,轴类变形极少,硬度45~50HRC,基本符合技术要求,而且在使用过程中不再出现细长轴早期断裂失效现象。


5.劣质45钢轴的热处理

某机械厂在对一批45钢轴进行淬火热处理时,成批裂纹产生,后来虽然采取各项措施:如降低淬火温度,提高出水温度,及时进行回火,但仍有较多轴断裂。后来我们对这批45钢进行化学成分分析和金相组织检查,发现这批轴含碳量较高,wC=0.58%wS= 0.3%,严重超标;金相组织检查发现钢中含有较多非金属夹杂物。硫含量过高和钢中含有大量非金属夹杂物是造成45钢轴在热处理过程中产生断裂的主要原因。


对于这批轴,我们只能采取全部报废的措施。后来我们建议该厂严格控制钢材进厂门槛,对每批进厂钢材进行化学成分检查和组织检查,从源头上保证产品质量,防止废品的产生。


6.结语

轴是工程机械中的重要零件,主要起着传递动力,并承受着不同大小和形式的载荷,如弯曲、扭转、疲劳、冲击等,因此,一般轴需要较高的力学性能,同时还要考虑选材的经济性。


45轴由于价格便宜,来源方便,加工性能好等特点是一般轴的首选钢材。而且为了提高45轴的力学性能,还需对轴进行调质热处理。但是由于45钢淬透性轴差,在水中淬火时,往往容易产生裂纹,因此我们首先要控制钢材进厂质量,在热处理时,根据不同情况,采取合理的正确的热处理工艺,从而减少45钢轴在热处理过程中及使用中出现早期断裂,从而提高轴的使用寿命,保证生产的正常进行。

图片加载中...
来源说明: 本文由常州精密钢管博客:www.josen.net 编辑整理.
 转载请保留链接: http://www.josen.net/post/gzlljrcldlfxjyf.html

常州精密钢管博客专注于:无缝钢管, 精密钢管, 精密无缝钢管, 高精度精密钢管, 钢铁材料, 金属材料, 机械部件, 汽车部件, 机械部件, 机械加工等方面的新材料, 新技术, 新知识, 新信息, 新经验总结。欢迎大家关注微信公众号:steeltuber 或 百度熊掌号:steeltuber 订阅实时资讯。





  • 评论列表:

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

360站内搜索本站

屈式体钢铁性能直线度直度弯曲度无缝钢管穿孔钢管穿孔穿孔机冷拔钢管冷拉钢管冷拔冷拉钢厂不锈钢钢铁钢铁生产流程图布氏硬度洛氏硬度维氏硬度硬度钢铁折弯宝钢武钢合金钢高合金超塑性塑性磁性现货钢管现货奥氏体不锈钢退火工艺屈服点机械性能钢管资料钢材资料标准知识钢管知识精密钢管钢管直线度钢管弯曲度无缝钢管现货无氧退火抛光管冲击试验金相组织金相高精度冷拔精密钢管高精度精密钢管钢管标准陶瓷钢管轴承钢管小口径钢管发黑无缝不锈钢管不锈钢管钢管理论重量钢管压力兆帕(MPa)公斤(KG)镀锌钢管淬火热处理化学成份镀锌液压支柱管正火钢管硬度螺纹钢晶体晶体结构金属加工材料成型铸造钢管显微组织合金管标准文件下载加工硬化国家标准中国标准标准下载钢管厂现货QQ群过热器碳素钢钢材Q345Q235冷轧管冷拔管冷加工管材冷轧钢管汽车管件钢铁产品中碳钢钢板马氏体超导体合金金属高铬铸铁球墨铸铁高速钢灰铸铁复合钢板复合板钢丝绳有色金属铁矿石铁合金热作模具钢低合金钢金含量刀具基础知识铁素体珠光体高碳钢热加工镇静钢螺纹钢筋钢绞线奥氏体管材生产淬透性技术材料变形清洁能源宝钢股份俄罗斯命名方式冷板发展战略国家主席高峰论坛上市公司抚顺特钢价格暴跌建筑材料希有金属合金元素越南钢厂科学技术地条钢耐热钢抗氧化计算方法桑塔纳竞争力中国汽车创新板材材料标准国外标准中国钢厂进口钢材国产钢材出口钢材中国企业保护主义政府采购钢厂外贸天然气临界点钢铁行业软钢零部件机械中厚板彩涂板电解铝冷轧板价格走势产品成本冲床制作专用汽车韩国价格行情金属制品厂钢结构制造鞍钢材料价格钢厂信息出口退税中国制造WTO关税有氧退火去应力无缝钢管厂钢材价格德国制造表面粗糙度表面光洁度表面光滑度表面亮度表面质量钢管表面精密钢管厂钢管厂管理外贸出口钢管外贸钢管钢管生产精密钢管生产技术外贸信息出口信息客户信息国外客户日本制造钢管企业常州钢管江苏钢管常州钢管厂江苏钢管厂牌号对照近似牌号德国钢厂德国企业中国汽车汽车工业汽车配件汽车钢管材料失效氢脆回火金属缺陷钢管探伤检测探伤锅炉钢管涡流探伤水压试验脆性材料测试美国制造磁化晶粒工艺性能抗拉强度屈服强度力学性能复合材料铁碳相图强度塑性变形非金属夹杂氧化物夹杂金属夹杂焊接钢管时效时效性质量管理生产管理钢管重量在线计算器材料重量计算器结构钢无磁钢技术分享工匠精神裂纹德国汽车自动化热轧管完全退火球化退火等温退火再结晶退火石墨化退火扩散退火去应力退火冲击韧性疲劳应力蠕变应力断裂韧性韧性调质钢管厂热轧钢管金属性能疲劳计算器42CrMo锻轧材带状组织偏析高温性能焊管生产技术机械原理军工材料酸洗外贸询单生产流程轴承钢表面处理表面热处理感应热处理日本钢厂电镀环保日本钢材压力容器技术资料文件下载炼钢炉钢材应用渗碳工业用管工业管道锅炉管换热器换热管硫化氢腐蚀索氏体应力脱碳脱碳层钝化压力容器用钢管焊接焊接技术钢铁技术钢管生产技术光洁度粗糙度去毛刺公差尺寸尺寸公差形位公差魏氏组织渗碳体上贝氏体下贝氏体粒状贝氏体无碳化物贝氏体莱氏体回火马氏体回火屈氏体回火索氏体质量控制热镀锌冷镀锌拉伸试验延伸率日本钢铁电机壳电机壳钢管金属材料重量计算冷脆超声波电机金属加工行钢管水压试验静水压机推力静水试验压力计算公式美国钢材英国钢厂压力容器管美国钢厂美国企业质保书材质证明贝氏体回火脆性韩国钢厂韩国企业steeltuber千分尺越南钢管碱脆苛性脆化无损探伤热处理变形压力无缝管生产盐雾试验内应力钢号金相试验
热点推荐
欢迎您到访:
常州精密钢管博客官方博客
«   2019年6月   »
12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
用户登录面板

    (*记住当前登陆状态)   

      
网站分类
最新留言
文章归档
友情链接
图标汇集
  • 订阅本站的 RSS 2.0 新闻聚合
  • 给本站投稿
  • 站点地图

Supporter: 常州仁成金属制品有限公司

Copyright: 常州精密钢管博客 www.josen.net© Rights Reserved.★2006-2019★

TagCloud----网站地图(html)----本站百度权重:

常州精密钢管博客全国分站点导航
       
       
      
      
      
      
      
      
      
      

提交留言
* 必填项
* 必填项
* 必填项
* 必填项
看不清点击图片换一张
本站会员尊享信息推送下载及留言特权,现在就加入我们吧!登录注册
登录
用户名
密码
注册
用户名
密码
确认密码
昵称
邮箱
获取邀请码
邀请码
找回密码
用户名
邮箱
※ 重置链接将发送到邮箱