襯板表面龜裂分析

時(shí)間：2013-04-12 16:37:05 來(lái)源：作者：

環(huán)形襯板，材質(zhì)為GrWMn，經(jīng)鍛造→機(jī)加工→熱處理（淬火、回火）→磨削加工。在磨削加工后發(fā)現(xiàn)表面有龜裂狀裂紋，如圖1所示。圖中同時(shí)可見沿磨削方向的黑白條印。

在裂紋的法向試樣上可看到裂紋由表面向內(nèi)鋸齒狀沿晶發(fā)展，而且裂紋深度不深，在0.20~0.70mm之間，見圖2。

在磨削面上黑白條印交界處取樣，可見裂紋兩側(cè)無(wú)氧化脫碳現(xiàn)象，原“黑”區(qū)組織為回火馬氏體，“白”區(qū)為馬氏體，如圖3所示。“黑”區(qū)進(jìn)一步分析，可見組織為回火針狀馬氏體和殘余奧氏體，如圖4所示。沖模的心部區(qū)域組織為針狀馬氏體及較多的殘余奧氏體，組織較粗大，且表現(xiàn)出回火不充分，如圖5所示。

由裂紋的形態(tài)、位置、深度及兩側(cè)組織形貌推斷，表面龜裂為磨削裂紋。

由以上分析可知，GrWMn沖模存在兩方面問(wèn)題。一方面熱處理過(guò)程中溫度過(guò)高，使碳化物完全溶解，晶粒粗大；同時(shí)回火不充分，致使殘余應(yīng)力增大，脆性增大。另一方面磨削加工時(shí)，進(jìn)刀量過(guò)大，冷卻不充分，在表面形成很大的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，疊加上殘余應(yīng)力，極易引發(fā)磨削裂紋。

圖1

說(shuō)明：表面龜紋狀裂紋。經(jīng)1：1鹽酸水溶液熱蝕后更為明顯。同時(shí)可見磨面上黑白相間條印。

圖2

說(shuō)明：裂紋處垂直截面上可見裂紋由表向內(nèi)沿晶鋸齒狀擴(kuò)展形貌。裂紋不深，在0.70~0.20mm之間。

圖3

說(shuō)明：在圖1中黑白條印交界處取樣，經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后組織形貌，中間為磨削裂紋，其兩側(cè)未見氧化脫碳。其上深色區(qū)為回火馬氏體（即燒傷區(qū)），其下灰色區(qū)為原馬氏體區(qū)。

圖4

說(shuō)明：圖3中深色區(qū)組織形貌：回火針狀馬氏體和殘余奧氏體（經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕）。

圖5

說(shuō)明：沖模心部組織形貌：針狀馬氏體及較多殘余奧氏體。其針較粗，同時(shí)基體較白亮，較難浸蝕（4%硝酸酒精溶液），說(shuō)明回火不充分。

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