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滲碳齒輪軸縱向延遲開裂原因分析及防治措施

滲碳齒輪軸縱向延遲開裂原因分析及防治措施

發布日期:2017-05-12 13:32 來源:http://www.781468.live 點擊:

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  在氣體滲碳中,由氫脆造成的開裂不是在熱處理和機加工完成以后就馬上在齒面產生的裂紋,而是在成品庫放置一段時間之后產生的,這種開裂屬于典型的延遲開裂,在國內齒輪行業中時有發生,經濟上給企業造成的損失很大。

一、齒輪鋼氫脆的基本概念

1、氫脆的危害性

①鋼中含氫量過高,鋼顯著變脆

從本質來看,白點的存在使鋼的力學性能,特別是橫向的塑性和韌性急劇降低,成為最危險的斷裂源,嚴重影響零件的使用性能和壽命。

②延遲開裂的隱蔽性

對于齒輪軸在成品庫存放中的齒部開裂以及在裝配中的開裂,有關人員在工作中均可發現,但對于總裝后已發至用戶的總成件,用戶在使用中對齒部何時開裂就無法預計,在使用中一旦齒部開裂或斷裂,在瞬間將誘發惡性事故的發生,這樣就無法進行事先預防,事故具有嚴重的隱蔽性,對車輛正常運轉帶來嚴重的威脅和安全上的隱患。

2、產生氫脆的三個基本條件

①有足夠的氫

②有對氫敏感的金相組織

③有足夠的三相應力存在

3、氫脆斷裂的主要特點

①延遲開裂或斷裂 工件熱處理后對沒有發生開裂或斷裂,探傷檢測也沒有裂紋,而是放置幾個月以后才發生的開裂,均屬延遲開裂,延遲開裂是氫脆的一個重要特征。

②多數都是橫斷。

③開裂是貫穿性的大裂紋,不是表面的細小裂紋。

④工件在滲碳熱處理前后,有電鍍、酸洗及磷化過程中由于氫的滲入,在室溫停放一段時間后,發生斷裂(無載荷),尤其對薄壁件危害極大,這方面我們有著深刻的教訓。

⑤發生氫脆斷裂材料的強度,硬度變化不大,斷面收縮率下降了50%-90%。

⑥斷口分析表明,斷口的形貌具有典型的沿晶斷裂特征。

4、對氫脆比較敏感方面的注意事項

①硬度 滲碳齒輪表面的硬度大于50HRC,心部硬度大于30HRC,具有氫脆敏感性。硬度越高,氫脆的敏感性越大。

②組織 孿晶馬氏體、馬氏體和貝氏體的混合物、馬氏體加殘余奧氏體、低碳馬氏體、貝氏體組織具有較大的氫脆敏感性,而鐵素體或珠光體氫脆敏感性較低。滲碳淬火組織對氫脆具有較強的敏感性。

③應力 應力越大、越集中氫脆敏感性越強,氫脆斷裂往往發生在工件應力集中處。充分回火應力減低,氫脆敏感性下降。

④鋼種 低碳鋼氫脆敏感性低,Cr-Mn-Mo、Cr-Mn-Ti、Cr-Ni、Cr-Ni-Mo、Cr-Ni-W等鋼的氫脆敏感性較大。

⑤鋼的含碳量增加,Cr、Ni、Mo等元素含量增加,氫脆敏感性增大。


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