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中图分类号：C34文献标识码：A 文章编号：
我厂是以生产起重机为主的中型企业，其中热处理车间除生产本厂热处理件外，还大量承接外协厂家热处理零件，最近处理了一根42Cmo台阶轴，轴端淬火开裂，轴端直径为∮,210mm，中间轴径为∮280mm，总长度为3200mm。为了澄清责任、查明原因，以便责任方赔偿、预防及控制，我们对此做了全面详细的裂纹分析。
工艺流程：毛坯-锻造-粗车-调质-精加工。
一、取样：在距离裂纹较近的其他部位钻沫，取金属粉末为样（一），另外从开裂处切下圆片（带有裂纹），为样（二）。
二、热处理工艺分析：42CrMo轴正常热处理工艺为，860℃×h(保温时间)油（或水）淬，650℃×h(回火保温时间)空冷，由于该轴轴径较大，加热、冷却过程都较为复杂，我们将热处理工艺调整为，低温装炉，炉温升到650℃×h(保温时间)，升到860℃×h(保温时间)，水淬转油冷，650℃×h(回火保温时间)空冷，回火硬度在HB250-280。加热设备为4.2m深井电阻加热周期炉，事发后，对设备4个加热区温度进行检测，温差为10℃，合格
三、化学成分分析：将样（一）进行化学成分分析，结果如下，
C Si Mn Mo W Cr
0.43 0.21 0.67 0.17 1.1
合金结构钢的牌号和化学成分（GB/T3077-1999）
牌号 C Si Mn Mo W Cr
42Cmo 0.38-0.45 0.17-0.37 0.50-0.80 0.15-0.25 0.90-1.20
从化学成分结果表明，轴端化学成分合格，開裂与化学成分无关。
四、对样（二）进行断口宏观形貌分析：端口宏观形貌裂纹为两条，呈弧形，环向，守尾相连，在圆柱面和轴端面均可见。其中一个裂纹用机械方法打开，其形貌端口较平坦，没有明显放射状花样，整个断口被氧化皮覆盖，呈铁灰色。未见可能引起开裂的夹渣、折叠、陈旧裂纹等缺陷。
照片1 400×照片2 400×照片3400×
五、夹杂物和金相组织分析：从裂纹端头取金相试样，经扫描电镜能谱确认主要为硫化物和碳氮化钛，夹杂物尺寸较小，无严重堆积现象，未发现裂纹形成与夹杂物相关联迹象。
轴母材金相组织为回火索氏体，属于42Cmo钢调质处理后的正常组织，裂纹形貌为穿晶加沿晶，见照片1、2，两侧金相组织有脱碳现象，裂纹内有一些灰色物，颜色较硫化物稍深，经扫描电镜能谱分析为氧化铁。用显微硬度计测试了母材和裂纹边缘的硬度，母材为HV250-270，裂纹边缘为HV197-220,裂纹边缘硬度略低于母材硬度。
用扫描电镜观察了裂纹断口，由于裂纹断口表面覆盖较厚的氧化铁，断口形貌无法观察。见照片3。
六 、结果与讨论：首先从化学成分看，化学成分检测结果符合GB/T3077-1999标准。从热处理工艺看热处理工艺合理，从金相实验结果表明母材组织为回火索氏体，属于42Cmo钢调质处理后的正常组织，也能证明热处理工艺的合理性，从断口形貌看，由于裂纹断口表面覆盖较厚的氧化铁，断口形貌无法观察。另外，实验还表明无夹杂物堆积现象，由此排除了化学成分、热处理工艺、锻造夹渣重叠等因素，但是，在断口宏观形貌分析中提到，整个断口被氧化皮覆盖呈铁灰色，未见可能引起开裂的陈旧性裂纹，由于被覆盖看不到了，不能证明它不存在，在后续的金相分析中又发现，两侧金相组织有脱碳现象，裂纹内有一些灰色物，颜色较硫化物稍深，经扫描电镜能谱分析为氧化铁。此项实验结果表明，裂纹晶间有明显的氧化脱碳，且断裂形貌为穿晶加沿晶，说明工件在淬火加热时裂纹已经存在，而不是在淬火后产生的，
七、结论：42Cmo轴端淬火开裂原因最终由于锻造过程中终锻温度不合理产生微裂纹，导致后续热处理加热晶间氧化、淬火开裂。建议外协厂家追溯锻造厂家质量责任。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
我厂是以生产起重机为主的中型企业，其中热处理车间除生产本厂热处理件外，还大量承接外协厂家热处理零件，最近处理了一根42Cmo台阶轴，轴端淬火开裂，轴端直径为∮,210mm，中间轴径为∮280mm，总长度为3200mm。为了澄清责任、查明原因，以便责任方赔偿、预防及控制，我们对此做了全面详细的裂纹分析。
工艺流程：毛坯-锻造-粗车-调质-精加工。
一、取样：在距离裂纹较近的其他部位钻沫，取金属粉末为样（一），另外从开裂处切下圆片（带有裂纹），为样（二）。
二、热处理工艺分析：42CrMo轴正常热处理工艺为，860℃×h(保温时间)油（或水）淬，650℃×h(回火保温时间)空冷，由于该轴轴径较大，加热、冷却过程都较为复杂，我们将热处理工艺调整为，低温装炉，炉温升到650℃×h(保温时间)，升到860℃×h(保温时间)，水淬转油冷，650℃×h(回火保温时间)空冷，回火硬度在HB250-280。加热设备为4.2m深井电阻加热周期炉，事发后，对设备4个加热区温度进行检测，温差为10℃，合格
三、化学成分分析：将样（一）进行化学成分分析，结果如下，
C Si Mn Mo W Cr
0.43 0.21 0.67 0.17 1.1
合金结构钢的牌号和化学成分（GB/T3077-1999）
牌号 C Si Mn Mo W Cr
42Cmo 0.38-0.45 0.17-0.37 0.50-0.80 0.15-0.25 0.90-1.20
从化学成分结果表明，轴端化学成分合格，開裂与化学成分无关。
四、对样（二）进行断口宏观形貌分析：端口宏观形貌裂纹为两条，呈弧形，环向，守尾相连，在圆柱面和轴端面均可见。其中一个裂纹用机械方法打开，其形貌端口较平坦，没有明显放射状花样，整个断口被氧化皮覆盖，呈铁灰色。未见可能引起开裂的夹渣、折叠、陈旧裂纹等缺陷。
照片1 400×照片2 400×照片3400×
五、夹杂物和金相组织分析：从裂纹端头取金相试样，经扫描电镜能谱确认主要为硫化物和碳氮化钛，夹杂物尺寸较小，无严重堆积现象，未发现裂纹形成与夹杂物相关联迹象。
轴母材金相组织为回火索氏体，属于42Cmo钢调质处理后的正常组织，裂纹形貌为穿晶加沿晶，见照片1、2，两侧金相组织有脱碳现象，裂纹内有一些灰色物，颜色较硫化物稍深，经扫描电镜能谱分析为氧化铁。用显微硬度计测试了母材和裂纹边缘的硬度，母材为HV250-270，裂纹边缘为HV197-220,裂纹边缘硬度略低于母材硬度。
用扫描电镜观察了裂纹断口，由于裂纹断口表面覆盖较厚的氧化铁，断口形貌无法观察。见照片3。
六 、结果与讨论：首先从化学成分看，化学成分检测结果符合GB/T3077-1999标准。从热处理工艺看热处理工艺合理，从金相实验结果表明母材组织为回火索氏体，属于42Cmo钢调质处理后的正常组织，也能证明热处理工艺的合理性，从断口形貌看，由于裂纹断口表面覆盖较厚的氧化铁，断口形貌无法观察。另外，实验还表明无夹杂物堆积现象，由此排除了化学成分、热处理工艺、锻造夹渣重叠等因素，但是，在断口宏观形貌分析中提到，整个断口被氧化皮覆盖呈铁灰色，未见可能引起开裂的陈旧性裂纹，由于被覆盖看不到了，不能证明它不存在，在后续的金相分析中又发现，两侧金相组织有脱碳现象，裂纹内有一些灰色物，颜色较硫化物稍深，经扫描电镜能谱分析为氧化铁。此项实验结果表明，裂纹晶间有明显的氧化脱碳，且断裂形貌为穿晶加沿晶，说明工件在淬火加热时裂纹已经存在，而不是在淬火后产生的，
七、结论：42Cmo轴端淬火开裂原因最终由于锻造过程中终锻温度不合理产生微裂纹，导致后续热处理加热晶间氧化、淬火开裂。建议外协厂家追溯锻造厂家质量责任。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。