球铁平衡轴表面开裂分析.pdf

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1、铸造工程生产技术FoundryEngineering球铁平衡轴表面开裂分析吴旭炜，刘国永（上海轨道交通检测技术有限公司，上海200070）摘要：汽车用球铁平衡轴在磨外圆后发现开裂。通过宏观、金相、扫描电镜、硬度梯度及残余应力等技术的分析，得出磨削开裂是由于感应淬火中形成的次表裂纹在磨削加工中部分诱发成表面裂纹所致。关键词：球铁；感应淬火；开裂；磨削裂纹中图分类号：TG115.2文献标识码：B文章编号：1673-3320（2017）01-0021-04TheAnalysisofSurfaceCrackinginDuctileironBalanceShaftW

2、UXuwei,LIUGuoyong(ShanghaiRailwayCertificationCo.,Ltd.,Shanghai200070,China)Abstract:Theductileironbalanceshaftusedforautomobilecrackedafterexternalgrinding.Throughthemacroscopic,metallographical,scanningelectronmicroscope,hardnessgradientandresidualstressanalysis,theresultshowsth

3、atthecrackingwascausedbypartofthesub-surfacecracksformedduringtheinductionquenchingperiodwereinducedtothesurfacecrackswhenconductingtheabrasivemachining.Keywords:ductileiron;inductionquenching;cracking;grindingcracks汽车动力系统用进（排）气的平衡轴总长约300mm，细端头段直径约17.8mm，粗端头段直径约28mm，轴身最大截面处直径约40.2

4、mm，平衡轴材质QT600-3。平衡轴在磨外圆工艺后发现有开裂现象。工艺过程：铸造成型→车削加工→铣油槽→￠28mm段中频感应淬火→轴整体回火→磁粉探伤→粗端头磨外圆。1宏观分析平衡轴及局部探伤形貌见图1，平衡轴整体外形见图1（1-1）。对开裂的平衡轴整体进行渗图1平衡轴及局部探伤形貌透着色探伤，可见开裂发生于粗端段感应淬火区段，裂纹呈多条平形状，且沿周向连续或间断分2金相分析布，裂纹长短不一，最长裂纹约60mm，最短裂在来样平衡轴开裂段的纵向截面上进行金相纹约10mm，覆盖在感应淬火区段表面，见图1分析。（1-2）。收稿日期：2016-12-30作者简介

5、：吴旭炜（1990-），男，主要从事理化检测分析工作。2017年第1期21铸造工程FoundryEngineering2.1近表面开裂区域2.2轴心部区域开裂区域近表层组织分布形貌见图2。从图2平衡轴开裂区段近心部石墨分布形貌见图5。可见，裂纹位于感应淬火层内，深约0.5mm，感从图5可见，石墨呈球状（Ⅵ型）及团状（Ⅴ）分应淬火层深度约0.95mm，近外表面区域组织趋布，球化率级别为2级，石墨大小为6级。枝晶状。近表裂纹分布及组织形貌见图3。从图3心部区域组织：珠光体+极少量铁素体，珠光可见，裂纹内宽外窄，表明裂纹由内向外扩展。体数量大于95%。近心部组织

6、分布形貌见图6。次表裂纹断续绕石墨分布，端部圆顿，该区域组织：回火马氏体+铁素体+残留奥氏体以+球状石墨。按JB/T9205-2008《珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验》评定淬火组织级别为6级，局部为4级。图5近心部石墨分布形貌图2开裂区纵截面上裂纹分布形貌图6近心部组织分布形貌3扫描电镜分析将某一裂纹打开后进一步进行微观分析。图3近表裂纹分布及组织形貌来样裂纹打开后裂面低倍下形貌见图7。从图7可见，断面有明显分层现象，上侧近外表区域为未露头裂纹及组织形貌见图4。从图4可见，原裂纹裂面（图7中①区），中部为打开裂纹时感裂纹呈断续状。基体组织：回火马氏体+

7、铁素体+应淬火层部分人为断面（图7中②区），下侧为近残留奥氏体+球状石墨。淬火组织级别为6级，局心部基体人为断面（图7中③区），相对粗糙。部残留奥氏体偏聚区域组织级别为4级。图7来样裂纹打开后裂面低倍下形貌（SEI）图4未露头裂纹及组织形貌222017年第1期铸造工程球铁平衡轴表面开裂分析吴旭炜等FoundryEngineering3.1原裂纹裂面区域原裂纹裂面近外表边缘区域形貌见图8。从图8可见，裂面呈准解理状，局部可见球状石墨及石墨剥落凹坑分布，未见冶金缺陷。图9人为断面感应淬火层区域高倍下形貌（SEI）图8原裂纹裂面近外表边缘区域形貌（SEI）3.2

8、人为断面区域图7中②区感应淬火层断面上可见呈准解理及沿晶混合花样，