42CrMo钢曲轴连杆颈磁痕显示的成因分析
发布时间：2021-03-23 08:16
利用磁粉探伤对42CrMo钢曲轴锻件的连杆颈部位进行检测,发现明显的类似发纹的磁痕显示。通过OM、SEM形貌观察和EDS成分分析发现,连杆颈表层部位基体的显微组织不均匀,出现明显的成分偏析带,宽度约20～50μm,C、Mn、S、Al、Cr元素含量相对基体较高,并含有少量的MnS夹杂。42CrMo钢棒状原料的中心偏析在模锻时沿着金属流动方向发生转动,偏析流线"遗传"至终态连杆颈表层而造成显微组织和化学成分的不均匀,进而导致磁导率的差异而出现磁痕显示。锻后的调质处理和表面感应淬火在一定程度上可以改善但不能消除这种宏观成分偏析。
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
42CrMo钢曲轴实物图和连杆颈试样磁粉检测显象过程
图1 42CrMo钢曲轴实物图和连杆颈试样磁粉检测显象过程为了进一步确定流线型偏析区的形貌特征，采用SEM进行观察，如图3所示。从图3(a)可以看出，在表层的感应淬火区，偏析带较基体颜色深，长度不尽相同，宽度约20～50μm，但基本沿着曲轴径向(或成一定角度)分布。从放大的形貌来看，如图3(b)所示，偏析区和基体的显微组织形貌相近，整个区域并无明显裂纹产生，也没有大尺寸的第二相夹杂，这与表面感应淬火处理有关。因此，可以断定，此区域虽然出现磁痕显示，但并无明显的缺陷产生，所以断定为非相关显示。在次表层的感应淬火热影响区，偏析带颜色较浅，有“消融”的倾向，但偏析区发现有个别尺寸较小的第二相，如图3(c)所示。另外，由于受到感应淬火快速升温和降温的影响，此区域的晶粒发生再结晶，尺寸大大细化。与之不同，心部基体的显微组织仍然以回火马氏体组织为主，可以看到清晰的板条形貌，如图3(d)所示。心部基体的偏析区因无强烈塑性变形而呈现近椭圆状，但其仍然是带状偏析，其长度方向平行于轴向，即垂直于观察面(如图2所示)。
用EDS对表层感应淬火区的基体和偏析区进行点扫描成分分析，分别标记为点1和点2，如图3(b)所示，同时对次表层区域中流线型成分偏析区和心层基体中椭圆形偏析区进行线扫描成分分析，分别标记为线1和线2，所得结果如图4所示，其中点扫描的基体和偏析区成分列于表2。可以看出，相对于基体，偏析带的EDS图谱中出现明显的Al、Mn和S元素的峰，可见其含量高于基体，同时C和O的含量也较高，如图4(a)和(b)及表2所示。可以推测，偏析带中含有更多的杂质元素，也可能导致Mn S、Al2O3等夹杂的形成。但这种第二相夹杂在表层的感应淬火区非常少。这可能是因为，感应淬火对表层基体组织进行了重新的高温加热，第二相夹杂重新溶解到基体中。因此，可预知表面感应淬火有利于提高表面的耐磨性和抗裂纹萌生及扩展的能力。然而，在次表层(感应淬火热影响区)的偏析区，会出现一些第二相夹杂，线扫描显示含有较高的Cr、S、Mn以及少量的Al和C元素，如图4(c)所示。但这不是典型的碳化物成分，也非纯粹的MnS夹杂，更像是含Cr的碳化物在调质热处理过程中在原MnS夹杂附近形核、长大所致。虽然次表层的偏析区因感应淬火的热影响而尺寸大大减少，元素偏聚程度也大大降低，但心部基体偏析区因不受表面感应淬火的影响，仍含有大量的C、Cr、Al和Mn元素，如图4(d)所示，这也代表了整个42CrMo钢在调质后的成分偏析程度。图4 42CrMo钢曲轴连杆颈磁痕显示部位基体和流线型偏析区的EDS分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]淬火介质对42CrMo钢棒淬火组织及硬度影响的数值模拟及试验验证[J]. 张文,朱百智,黄振建,王兆华. 金属热处理. 2020(01)
[2]42CrMo钢制螺栓断裂失效分析[J]. 周恩明. 金属热处理. 2019(11)
[3]42CrMo钢船用曲拐加热和淬火过程数值模拟[J]. 刘杰,李萌蘖,李绍宏,卜恒勇. 金属热处理. 2019(11)
[4]42CrMo钢半轴的断裂失效分析[J]. 刘敬平,王翠芳,卢杉. 热加工工艺. 2017(16)
[5]42CrMo钢调质处理后力学性能的预测[J]. 赵雯,岳晓丽,陈慧敏,秦坤. 金属热处理. 2017(07)
[6]42CrMo电渣重熔铸造曲轴断裂分析[J]. 胡艳春,傅建斌. 柴油机. 2017(02)
[7]42CrMo汽车曲轴失效分析[J]. 刘洪波,王秀兰,李艾. 黑龙江冶金. 2016(05)
[8]42CrMo曲轴裂纹原因分析及改进措施[J]. 印小松,董旭刚,周兵,赵金华. 金属加工(热加工). 2016(11)
[9]42CrMo钢曲轴断裂失效分析[J]. 李小泉,吕云飞,赵海新,孙晓娜. 热加工工艺. 2014(02)
[10]42CrMo曲轴镦锻开裂原因分析[J]. 蔡铁庄,王文. 大型铸锻件. 2009(04)
硕士论文
[1]锻钢曲轴磁痕形成机理研究[D]. 朱美玲.河南科技大学 2015
本文编号：3095483
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
42CrMo钢曲轴实物图和连杆颈试样磁粉检测显象过程
图1 42CrMo钢曲轴实物图和连杆颈试样磁粉检测显象过程为了进一步确定流线型偏析区的形貌特征，采用SEM进行观察，如图3所示。从图3(a)可以看出，在表层的感应淬火区，偏析带较基体颜色深，长度不尽相同，宽度约20～50μm，但基本沿着曲轴径向(或成一定角度)分布。从放大的形貌来看，如图3(b)所示，偏析区和基体的显微组织形貌相近，整个区域并无明显裂纹产生，也没有大尺寸的第二相夹杂，这与表面感应淬火处理有关。因此，可以断定，此区域虽然出现磁痕显示，但并无明显的缺陷产生，所以断定为非相关显示。在次表层的感应淬火热影响区，偏析带颜色较浅，有“消融”的倾向，但偏析区发现有个别尺寸较小的第二相，如图3(c)所示。另外，由于受到感应淬火快速升温和降温的影响，此区域的晶粒发生再结晶，尺寸大大细化。与之不同，心部基体的显微组织仍然以回火马氏体组织为主，可以看到清晰的板条形貌，如图3(d)所示。心部基体的偏析区因无强烈塑性变形而呈现近椭圆状，但其仍然是带状偏析，其长度方向平行于轴向，即垂直于观察面(如图2所示)。
用EDS对表层感应淬火区的基体和偏析区进行点扫描成分分析，分别标记为点1和点2，如图3(b)所示，同时对次表层区域中流线型成分偏析区和心层基体中椭圆形偏析区进行线扫描成分分析，分别标记为线1和线2，所得结果如图4所示，其中点扫描的基体和偏析区成分列于表2。可以看出，相对于基体，偏析带的EDS图谱中出现明显的Al、Mn和S元素的峰，可见其含量高于基体，同时C和O的含量也较高，如图4(a)和(b)及表2所示。可以推测，偏析带中含有更多的杂质元素，也可能导致Mn S、Al2O3等夹杂的形成。但这种第二相夹杂在表层的感应淬火区非常少。这可能是因为，感应淬火对表层基体组织进行了重新的高温加热，第二相夹杂重新溶解到基体中。因此，可预知表面感应淬火有利于提高表面的耐磨性和抗裂纹萌生及扩展的能力。然而，在次表层(感应淬火热影响区)的偏析区，会出现一些第二相夹杂，线扫描显示含有较高的Cr、S、Mn以及少量的Al和C元素，如图4(c)所示。但这不是典型的碳化物成分，也非纯粹的MnS夹杂，更像是含Cr的碳化物在调质热处理过程中在原MnS夹杂附近形核、长大所致。虽然次表层的偏析区因感应淬火的热影响而尺寸大大减少，元素偏聚程度也大大降低，但心部基体偏析区因不受表面感应淬火的影响，仍含有大量的C、Cr、Al和Mn元素，如图4(d)所示，这也代表了整个42CrMo钢在调质后的成分偏析程度。图4 42CrMo钢曲轴连杆颈磁痕显示部位基体和流线型偏析区的EDS分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]淬火介质对42CrMo钢棒淬火组织及硬度影响的数值模拟及试验验证[J]. 张文,朱百智,黄振建,王兆华. 金属热处理. 2020(01)
[2]42CrMo钢制螺栓断裂失效分析[J]. 周恩明. 金属热处理. 2019(11)
[3]42CrMo钢船用曲拐加热和淬火过程数值模拟[J]. 刘杰,李萌蘖,李绍宏,卜恒勇. 金属热处理. 2019(11)
[4]42CrMo钢半轴的断裂失效分析[J]. 刘敬平,王翠芳,卢杉. 热加工工艺. 2017(16)
[5]42CrMo钢调质处理后力学性能的预测[J]. 赵雯,岳晓丽,陈慧敏,秦坤. 金属热处理. 2017(07)
[6]42CrMo电渣重熔铸造曲轴断裂分析[J]. 胡艳春,傅建斌. 柴油机. 2017(02)
[7]42CrMo汽车曲轴失效分析[J]. 刘洪波,王秀兰,李艾. 黑龙江冶金. 2016(05)
[8]42CrMo曲轴裂纹原因分析及改进措施[J]. 印小松,董旭刚,周兵,赵金华. 金属加工(热加工). 2016(11)
[9]42CrMo钢曲轴断裂失效分析[J]. 李小泉,吕云飞,赵海新,孙晓娜. 热加工工艺. 2014(02)
[10]42CrMo曲轴镦锻开裂原因分析[J]. 蔡铁庄,王文. 大型铸锻件. 2009(04)
硕士论文
[1]锻钢曲轴磁痕形成机理研究[D]. 朱美玲.河南科技大学 2015
本文编号：3095483
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3095483.html
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