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 23 条裂纹。这些裂纹均与表面成一定角度，略显弯曲，长 12 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、图：横向酸浸试面上除裂纹外未发现其它明显的宏观缺陷。 宏微观检测 .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织，具有灰黑色的氧化颜色；与起始部位走向不同
2、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 500X 2.3 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
3、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、
4、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。
