中体裂纹分析

《中体裂纹分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中体失效原因分析摘要：某公司生产的屮体在加工过程屮发现有裂纹，通过宏观、微观对屮体表面裂纹产生原因进行金相分析。结果表明：该中体表面裂纹形成于追火处理前，是铸造冷却过程中形成的热裂纹。关键词：屮体凹槽热裂纹某公司生产的一批中体，材质为HT200,铸造后经过退火处理，而后进行机加工，在机加工过程中发现表而存在裂纹，导致中体失效，造成了重大经济损失和安全隐患。为查明裂纹产生原因和产生阶段，避免类似事故的再次发生，笔者对一只失效屮体进行检验和分析，为工艺改进提供了方向。一、宏观分析宏观观察，屮体（HT200）在屮心孔附近有

2、一条几乎贯穿两侧腔孔的裂纹。解剖示发现,裂纹由腹板变截面位置起始向表而扩展，裂纹较平直无分叉。在距裂纹约10mm处有一条与裂纹平行的凹槽,见图1、2。图1裂纹分布位置图2裂纹形态将裂纹打开观察，断口大部分呈暗灰色，新打开部分呈浅灰色，裂纹从中体腹板表面起始向铸件外表而扩展，见图3。二、断口分析图3断口形态裂纹起始处新打开断口三、金相组织分析在裂纹两侧取金相试样，制样抛光后观察，厚壁侧心部石墨形态为A型，长约1000pm；部分区域有直径约0.1mm缩松孔洞，见图4、5。薄壁侧心部石墨形态为A型，长约400gm；部分区域

3、冇缩松孔洞。中体近表面石墨大部分为A型，长约120屮m局部区域冇E型石墨,图4厚壁侧石墨形态100x图5厚壁侧缩松孔洞100x图6薄壁侧石墨及缩松孔洞100x图7近表面石墨及缩松孔洞100x用4%硝酸酒粘•溶液腐蚀后观察，中体厚壁侧与薄壁侧心部组织均为珠光体+硬化相，碾化相数量约5%,呈块状分布，主要为二元磷共晶•碳化物复合物，见图8、9。中体近表而组织为珠光体+硬化相，硬化相数量约2%,呈块状分布，主要为一元磷共品■碳化物复合物。用硫酸铜盐酸水溶液腐蚀示观察共晶团，中体厚壁侧心部共晶团较粗人，参照GB/T7216-

4、2009标准可评为8级；薄壁侧心部共晶团相对较小，可评为6级。■图9中体心部硬化相形态400x图8中体心部硕化相分布和形态lOOx在为裂纹平行的凹槽位置垂直制样观察，H陷微观形态为一半圆形I叫坑，在I叫坑底部有一-条近似法向分布的裂纹，裂纹Illi折、尾部尖细，沿石墨边缘扩展，内部充满氧化物，深度约0.7mm,见图10、11。图10凹坑微观形态100x图11凹坑底部裂纹形态100x该零件在铸造后经过退火处理，加工时发现裂纹，裂纹较平直无分叉，符合应力裂纹宏观形态。将裂纹打开后发现，原始断口颜色呈暗灰色，新打开断口呈浅

5、灰色，说明裂纹表面经过高温氧化，从而推断该裂纹在退火处理前就已经存在，是铸造过程中产生的。裂纹产生于中体腹板位置截面突变处，铸件中心位置壁厚较大，腹板处壁厚较小，这就导致铸件在凝固时收缩不一致。解剖检验结果表明：中体厚壁侧石蜃较粗大，长约1000

6、im,薄壁侧石墨较细小，长约400Mm；厚壁侧共晶团粗大，为8级，薄壁侧共晶团较小，为6级。铸件在同等浇注条件下，厚壁区域冷却速度远低于薄壁区域，铁液从液态向固态凝固过程屮，铸件薄壁处已变为固态，厚壁处仍处于液态。继续冷却过程屮铸件不断收缩，由于截而突变位置两侧收缩不一致，

7、会产生较大的内应力，当内应力大于基休强度时，铸件出现开裂。中体厚壁区域共晶团较粗大,粗大的共晶团削弱了晶粒间的结合力,减小了基体强度,增加了开裂倾向。该中体裂纹附近的I叫槽，为铸造时形成的表而缺陷，在铸铁凝固过程中，由于内应力的作用，沿缺陷法向开裂。结论：该中体腹板处裂纹是铸造冷却过程中产牛:的热裂纹。