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郑州高氏电磁感应加热设备有限公司

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发布时间:    信息编辑:郑州高氏    点击次数:
大型铸钢件ZG310-570半齿圈直径为4m,为了满足其工作的需求,我们通常需要采用高频加热机来对它进行热处理,其淬火工艺为860℃加热后淬油冷却,回火工艺为590℃加热后空冷。生产中发现,受多方面因素的影响,半齿圈常发生断裂。今天,小编就给大家说一下其断裂缺陷产生的原因及其预防措施。

检验发现,半齿圈化学成分中磷含量偏高,超出合格含量。半齿圈宏观断口检查发现,断口裂纹呈放射状和人字形延伸,裂纹源位于公司心部,纤维区很小而放射区很大,剪切唇位于边缘部位,断口上发现宏观缩孔和缩松缺陷。从工件断口微观形貌上可见河流花样,其断裂特征为脆性解理断裂。检验发现,半齿圈中心缩裂区域出现二元磷共晶,并出现碳化物,基体为回火索氏体。在该区域之外,组织为回火索氏体+先共析铁素体。
 
分析认为,半齿圈金相组织异常,工件心部存在磷共晶和碳化物等脆性组织,这是工件断裂的主要原因;同时,工件内外组织差异很大,存在薄弱区,在工件加热和冷却中出现组织应力和热应力时,薄弱区出现裂纹并扩展,这是工件断裂的重要因素,从组织分析来说,磷共晶是不平衡下的产物,是由于磷含量偏高和工件尺寸大,局部区域出现严重磷偏析造成的,半齿圈心部的缩孔松缺陷在应力作用下产生应力集中,该缩孔缩松区位于偏析严重区域,因而缩孔缩松区促进和诱发工件发生解理断裂。此外,半齿圈拉筋对工件升温和冷却时的膨胀收缩起限制约束作用,使工件在热应力作用下表面和心部受拉应力作用,促进工件裂纹萌生和扩展。半齿圈组织检验表明,工件淬火组织不良,存在大量先共析铁素体,使工件性能下降,但不是半齿圈断裂的主要因素。

综上分析,提出防止措施如下:

(1)严格铸造工艺,严格控制铸件有害杂质(P、S等)含量,防止严重偏析和缩孔缩松坯件流入加工工序。  .

(2)改进半齿圈拉筋结构设计,使其对工件加热和冷却中的胀缩变形不造成阻碍制约,缓解应力峰值,从而使工件应力畸变和开裂倾向大为减少。

(3)在用高频加热机进行热处理时,我们应严格控制热处理工艺,防止因热处理工艺不适当出现不良组织,使工件变形开裂倾向加大。

工件在热处理过程中受多方面因素的影响,会产生一些缺陷,如断裂、变形等,因此首当其冲的是掌握其防止措施。今天,这篇文章不仅仅给我们说了如何预防断裂缺陷的产生,而且还给我们分析了缺陷产生的原因,这有助于我们从根本上解决问题。