熱鍛螺栓裂紋金相宏觀形貌檢測
10.9級熱鐓六方大螺栓,規(guī)格分別為M36和M42,材質為ML42CrMo,熱浸鍍鋅。
兩個規(guī)格的螺栓在成品檢查時,發(fā)現部分螺栓頭下R角處有裂紋,隨后采用探傷檢查,發(fā)現螺栓頭下R角處有較多的吸附磁粉的裂紋缺陷。
試驗過程與結果
螺栓熱鍛工藝:始鍛溫度1150±50℃,終鍛溫度850±50℃,中頻加熱約1-2分鐘。M36螺栓調質工藝:淬火溫度870-875℃,回火溫度575℃。M42螺栓調質工藝:淬火溫度865℃,回火溫度550℃。
對故障件螺栓宏觀檢查,螺栓頭下缺陷用肉眼不好發(fā)現,采用磁粉探傷后,發(fā)現螺栓頭下R角處有吸附磁粉的裂紋缺陷
兩個規(guī)格的螺栓,宏觀形貌見圖14-23。
兩個規(guī)格的螺栓,磁粉探傷后頭下R角處吸附磁粉的裂紋缺陷,見圖14-24。
圖14-23 兩個規(guī)格螺栓宏觀形貌
圖14-24 螺栓頭下裂紋形貌
對兩個規(guī)格的螺栓沿頭部沿軸線剖開,制樣后進行金相組織檢查。M36和M42螺栓裂紋外側的金相組織和裂紋形態(tài)基本相同,其裂紋由表及里擴展,但有的裂紋未與表面貫通;螺栓表面有較淺的全脫碳,開口裂紋的開口處也有脫碳,封閉裂紋兩側未發(fā)現脫碳,見圖14-25、圖14-26。
圖14-25 M36裂紋外側金相 圖14-26 M42裂紋外側金相
兩個規(guī)格的螺栓(M36和M42)裂紋兩側的金相組織相同,為回火索氏體組織。裂紋主要以沿晶方式擴展,沿晶走勢相同,有分支裂紋,見圖14-27、圖14-28。
圖14-29 M36螺栓心部金相組織 圖14-30 M42螺栓心部金相組織
兩個規(guī)格的螺栓頭下圓角及流線檢查,
M36螺栓圓角處的縱向剖面上變形流線完整、順暢,圓角處裂紋垂直流線擴展,尾端尖細,出現裂紋位置的圓角半徑約為3mm,大于技術要求的下限(2mm),見圖14-31。
M42螺栓圓角處的縱向剖面,可見圓角處變形流線完整、順暢,圓角處裂紋垂直流線擴展,尾端尖細,出現裂紋位置圓角半徑約為2.5mm,接近技術要求的下限(2.5mm),見圖14-32。
M36 、M42螺栓頭部流線均為橫向中心位置偏上,兩側圓角處均有明顯小折疊,說明兩批螺栓頭部鐓鍛變形不合理。
M36螺栓頭部流線,見圖14-33;M42螺栓頭部流線,見圖14-34。
圖14-31 M36螺栓圓角處流線與裂紋形態(tài) 圖14-32 M42螺栓圓角處流線與裂紋形態(tài)
圖14-33 M36螺栓頭部流線形貌 圖14-34 M42螺栓頭部流線形貌
對兩個規(guī)格螺栓縱向剖面進行夾雜物檢查評定,根據標準《GB/T 10516-2005 鋼中非金屬夾雜物含量的測定方法》評定:
M 36螺栓夾雜物DS類(單顆粒球狀類)2.5級;D類(球狀氧化物)粗系2級,細系2級,見圖14-35。
M 42螺栓夾雜物DS類(單顆粒球狀類)2級;D類(球狀氧化物)粗系1.5級,細系2級,見圖 14-36。