40cr钢调质后的裂纹原因分析

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1、40Cr钢调质后的裂纹原因分析分类:默认栏目1热酸浸试验发现调质后的原材料其周围表面上有贯穿试样全长的纵向裂纹，见图1。图1纵向裂纹图2横向裂纹在调质后发现纵裂的试样圆周上有2~3条裂纹。这些裂纹均与表面成一定角度，略显弯曲，长1~2㎜不等。其中一条裂纹从端部向内开裂至试样中心，此裂纹的延伸部分垂直于试样表面，宏观较直，见图１、图２：横向酸浸试面上除裂纹外未发现其它明显的宏观缺陷。２宏微观检测２.1断口分析横向断口分析，可见裂纹因走向不同而分为两部分，靠近表面的起始部分两壁非常光滑，呈沿加工方向伸长的细长带状组

2、织，具有灰黑色的氧化颜色；与起始部位走向不同的裂纹延伸部分则无此现象。断口宏观形貌见图3图3断口宏观形貌2.2金相分析取调质后纵裂的横向取样，在金相显微镜下观察，靠近表面的裂纹起始部分两侧均有明显脱碳层，其内部充满非金相夹杂物，并可见灰色氧化物夹杂。见图4：靠近裂纹表面处的显微组织500X观察延伸到心部的裂纹末端，其尾部比较尖细，两侧无脱碳现象。试样的基本组织为回火索氏体，为40Cr钢正常调质组织，见图5图5：裂纹尾部处的表面组织500X2.3轧材的宏观检验另抽查3支未经调质的原材料轧材，其中2支外表面陷约可见

3、纵向裂纹，载取横向试样，磨抛后用4%硝酸酒精溶液浸蚀，宏观可见试样圆周上有明显与表面呈一定角度略显弯曲的裂纹，深约2㎜。见图6图6：轧材表面裂纹的宏观形貌 3分析与讨论3.1由图2裂纹的宏观形貌可见，裂纹起始部分与一定角度，且较弯曲，拟是轧制不当，如变形工艺不合理及设备状态不正常，而形成的表面折叠。有的肉眼可见，有的被轧制面掩盖，经酸洗后方能显示出来。3.2根据图3的断口宏观形貌，裂纹起始部分在轧制过程中产生，且内壁已氧化，最后轧制道次不能使裂纹焊合。在轧制过程中，裂纹内壁相互摩擦而形成延长加工方向伸长的金属流

4、变条带。3.3图4裂纹两侧的严重脱碳现象及裂纹内氧化铁皮被压入，充分说明裂纹的起始部分存在于淬火之前。3.4由图2、图5可见，裂纹的延伸部分比较刚直，末端尖细，两侧无氧化脱碳现象，可确定为淬火裂纹。而基本组织为40Cr正常调质组织——回火索氏体，因此推测裂纹非淬火工艺不当所引起。3.5钢材纵裂对表面的任何小裂口应力集中敏感性最强，通过分析检验结果，对40Cr钢拉伸、冲击试样纵裂的产生过程描述如下：3.5.1在钢材轧制过程中，由于轧制不当在钢材表面产生折叠或皱折，保留在钢材表面呈现为小裂口。3.5.2由于表面小裂

5、口的出现，原材料在淬火时可产生较大的组织型内应力，在裂口的末端造成应力集中效应。3.5.3在表面裂口尖端上的高应力的作用下，以表面裂纹作为裂纹源向心部扩展形成纵裂型的淬火裂纹。4结论系钢材在轧制过程中，由于轧制工艺不当产生的表面折叠缺陷，在淬火过程中以此为裂纹源，进一步扩展所致，而与淬火工艺无关。建议调整轧制工艺，使每道次变形量尽量做到合理，保持轧制温度均匀。避免孔形侧向过充满和低温轧制，以减少表面折叠缺陷，同时加强表面酸洗，对酸洗后暴露出来的明显裂纹进行充分修磨。