裂纹分析与创新热处理工艺研究范文

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某厂使用原材料炉号为5B451生产的某产品零件，实际投料为354件，在冷加工过程中和经过原来的热处理工艺处理后，总共查出有裂纹的零件52件，废品率14.7%。为了分析裂纹的产生原因并探索有效的热处理工艺，我们做了大量的分析试验研究工作。试验研究证实，零件裂纹产生的原因是冷加工（冷缩、扩孔）应力超过了原材料的塑性极限值。为了避免产生裂纹现象，我们试验对冷轧或热轧状态供应的原材料，在冷缩、扩孔工序之前，将低温去应力热处理工艺创新为完全退火热处理工艺。通过大批量的生产实践，证实采用创新热处理工艺后，杜绝了该零件在生产过程中出现裂纹而造成废品的现象，从而为企业创造了较大的经济效益。

1原始数据

1）原材料状态，见表1。2）原材料牌号：略。3）零件的原生产工艺流程：下料→机械加工→磷化→低温去应力→冷缩、扩孔→去应力→正火→调质→机械加工→镀铬→性能试验→装配（零件示意图见图1）。4）零件产生裂纹部位的金相组织，见图2。5）零件的几种典型裂纹（零件经最终热处理）。a.零件号11177机加工后，在喇叭口与准A（见图1）过渡的地方出现一条长34mm的裂纹，贯通壁厚（1＃，试样保存号）。b.零件号11275机加工后，在准B（见图1）的外表面出现一条长40mm的裂纹（2＃，试样保存号）。c.零件号11148镀铬后，经性能试验，用光学检查，在喇叭口与准A（见图1）过渡的地方出现了3条内膛裂纹，长度分别为3mm、2.5mm、2mm的断续细小裂纹（3＃，试样保存号）。d.零件号11074镀铬后，经性能试验，发现内膛弊病。后退铬，经光学检查，在准A（见图1）内膛出现长度150mm的断续细小裂纹（4＃，试样保存号）。

2裂纹试验、分析

1）该批次零件裂纹都是产生在冷缩、扩口工序之后，调质工序之前。2）炉号5B451原材料为热轧状态供货。冷缩、扩口前的低温去应力热处理工艺，由于温度低，未起到软化作用。3）分析裂纹产生原因：冷缩、扩口应力；管材存在允许的表面缺陷。详见表2。

3热处理工艺试验、金相分析及力学性能测试

3.1创新热处理工艺试验为了杜绝零件裂纹的产生，零件新的生产工艺流程如下：下料→机械加工→磷化→完全退火→冷缩、扩口→正火→调质→机械加工→镀铬→性能试验→装配（即在冷缩、扩口工序前增加了一道完全退火的热处理工艺）。

3.2金相分析及力学性能测试对新、旧工艺流程生产的零件在冷缩、扩口工序前进行金相分析，见图3及表3。从金相照片对比可以看出，通过采用创新的热处理工艺后，零件金相组织中的网状渗碳体（碳化物）完全消失了，即其金相组织为F+P。这对冷缩、扩口工序来说，是一个非常优秀的金相组织。另外，从力学性能测试对比，也可以明显看出增加一道完全退火热处理工艺的作用。该创新热处理工艺应用于批量生产，零件冷缩、扩口后再没有出现裂纹现象。

4结论

为了消除出现裂纹的倾向，对冷轧或热轧状态供应的原材料，在冷缩、扩口工序前应进行一次完全退火热处理工艺，这是防止零件在冷加工过程产生裂纹的有效措施。通过创新热处理工艺措施，为企业创造了较大的经济效益。

作者：汤少凌 汤立群 单位：肇庆市技师学院