42CrMo钢偏航轴承套圈精车裂纹产生的原因分析

发布时间：2021-09-06 13:09

　　42CrMo钢因具有良好的锻造成形性,以及调质热处理后良好的综合力学性能等优势,而成为大型偏航轴承套圈常用材料。42CrMo钢偏航轴承套圈在公司前期的生产过程中,经过精车后发现靠近其内径的上端面上出现了裂纹而影响了产品的合格率。本文通过对42CrMo钢偏航轴承套圈上裂纹区域的化学成分及其分布、低倍组织、微观组织、非金属夹杂等项目的检测和分析,以及以DEFORM-3D软件为平台对其锻造制坯过程中原材料中心区域金属流向的有限元模拟,研究了裂纹产生的原因,并结合生产实际提出了相应的解决方案。论文所得结果如下:失效42CrMo钢偏航轴承套圈的低倍组织、化学成分、非金属夹杂物和力学性能等组织和性能均符合相关的国家标准和客户的要求。42CrMo钢偏航轴承套圈裂纹处径向截面上的C、P、S等元素均存在有不同程度的偏析,偏析分布情况与低倍腐蚀试样中心疏松区域形状相近。裂纹位于42CrMo钢偏航轴承套圈内径和上端面交界处附近,处于原材料中心疏松的边界位置处,为淬火裂纹,是由于原材料中心疏松处C元素含量存在有较为严重的偏析以及C元素含量偏高等因素共同作用引起的,且相比于其它部位,内径和上端面交界处稍快的冷却... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．２?４２ＣｒＭｏ钢偏航轴承套圈的锻造工艺流程图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｆｏｒｇｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?ｓｔｅｅｌ?４２ＣｒＭｏ?ｙａｗ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｒｉｎｇ??

Ｓ?０．０３５??０．４５?０．３７?０．８０?１．２０?０．２５??实测?１?０．４１４?０．２４８?０．６８５?０．００９９?０－１５６?０．０１３９?０．０１３７?０．００９９?０．００４０??实测?２?０．４１３?０．２６５?０．７５３?０．０１３６?０．１５４?０．０１４０?０．０１３９?〇－〇１３６?０．００２１??实测?３?０．４２２?０．２６９?０．７６１?０．０１６２?０．１５７?０．０１３９?０．０１４２?０．０１６２?０．００３３??４．１．４非金属央杂物??图４．４为裂纹件试样抛光后未腐蚀的照片，由此可以评定其非金属夹杂物的种类和??对应的级别。按国家标准《ＧＢ／Ｔ?１０５６１钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微??检验法》的评定结果如表４．２所示。从图４．４和表４．２可知，裂纹件的非金属夹杂物级别??均没有超过对４２ＣｒＭｏ钢偏航轴承套圈原材料的要求，且其裂纹起始位置及其裂纹周围??均未见有非金属夹杂物的存在。由此说明，４２ＣｒＭｏ钢偏航轴承套圈裂纹的产生与非金??属夹杂物无关。??图４．４裂纹件非金属夹杂物的分布情况??Ｆｉｇ．?４．４?Ｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃ?ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ?ｓａｍｐｌｅ??３１??

大连交通大学工程硕士学位论文??表４．２裂纹件非金属夹杂物的检测结果??Ｔａｂｌｅ?４．２?Ｔｅｓｔ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃ?ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｃｒａｃｋ?ｓａｍｐｌｅ??Ａ?Ｂ?Ｃ?Ｄ??Ｄｓ??夹杂物类型?细?粗细粗?细?粗细粗??标准值?＾?２．０?＾１．５￣＾?２．０￣＾?１．０￣＾?０．５￣＾?０．５?＾１．０￣￣＾?１．０￣＾?１．５??检测值?０．５?０?０．５?０．５?０?０?１?０．５?１??４．１．５金相组织??在光学金相显微镜下观察了?４２ＣｒＭｏ钢偏航轴承套圈裂纹件的金相组织，如图４．５??所示。由图４．５可见，在裂纹两侧没有脱碳现象，基体组织为回火索氏体，未见魏氏体??组织，也不存在过热、过烧组织。裂纹呈锯齿状由套圈的端面向内延伸，裂纹尾部尖细。??由此可以初步推断，此裂纹为淬火裂纹，与锻造加工无关。此裂纹产生于热处理的淬火??过程，属于淬火裂纹。不过，此淬火裂纹是由淬火过程中冷却速度过快导致内应力过大??造成的，还是由于材料内部存在有缺陷而在常规的淬火冷却过程中造成的，具体是哪个??因素造成的还有待后续的进一步分析。??图４．５裂纹处的金相组织??Ｆｉｇ．?４．５?Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ?ａｔ?ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ??裂纹件的奥氏体晶粒度见表４．３。由表４．３可见，不论是边部，还是距端部１／３处，??其晶粒度级别均为７．５级，满足晶粒度彡Ｇ５要求。??３２??

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3387519