求助！外径出现微裂纹

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:03:11

6006外圈外径经过精磨后，磁粉探伤发现上图的微裂纹，裂纹很细，必须在体式显微镜下才能看见，比例为百分之二。做过磨削烧伤试验，保证不是磨削裂纹，事实上金相检验时也没发现变质层。
断口3.jpg

把套圈敲开发现如上图的断口，断口深色部分为裂纹。
6006-倒角脱碳100倍.jpg

外径、沟道、倒角处都发现了大量的脱碳层，外径已经是成品尺寸，沟道未磨。查阅碳势记录最高为1.15，这么高的碳势还出现脱碳层，真叫人搞不懂。另外，即使碳势是假象，脱碳与裂纹应该没什么必然的联系吧？心部硬度HRC62，脱碳层处硬度HRC57
6006-心部1000倍2.jpg

心部1000倍，组织稍微有点过热。
这个问题，在BBS已经有人发表。大家帮忙讨论一下，是什么原因产生的，个人倾向于轴承钢管有问题，加上热处理脱碳等综合因素造成的。

shaod · 发表于 2013-3-11 09:23:03

淬火裂纹

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:29:32

shaod 发表于 2013-3-11 09:23

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淬火裂纹

可是就这么一批产品，其它没有。准备去化验一下含水量。

sbm197873 · 发表于 2013-3-11 09:30:45

1怀疑你氧探头未真实反映炉内碳势力2进炉前有没有清洗？特别是表面不能有硝盐3你怀疑钢管有啥质量问题4你们无心外圆磨分粗精磨吗？如分建议粗磨后及时低温回火应可避免裂纹。不干轴承手艺忘得差不多，算是抛砖引玉吧。

落水残阳 · 发表于 2013-3-11 09:39:08

在裂纹横截面做试样，看裂纹深度和尾部形态。
不要轻易下结论说不是磨削的。
我这不做钢管的，轴承都是锻造的，像这样的裂纹形态，要么是磨削的，要么是锻造湿裂。淬火裂成这样的，还真是没见过、

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:45:36

落水残阳发表于 2013-3-11 09:39

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在裂纹横截面做试样，看裂纹深度和尾部形态。
不要轻易下结论说不是磨削的。
我这不做钢管的，轴承都是锻造 ...

我看最像磨削裂纹了。

费工良 · 发表于 2013-3-11 09:49:43

从你的图片上看不到有脱碳现象，我看是淬火裂纹，要分析原因，你得把工艺说出来

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:51:08

sbm197873 发表于 2013-3-11 09:30

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1怀疑你氧探头未真实反映炉内碳势力2进炉前有没有清洗？特别是表面不能有硝盐3你怀疑钢管有啥质量问题4你们 ...

谢谢，确实没有前清洗，防锈也是用亚硝的，能造成裂纹吗？无心磨分五道次磨削。

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:54:05

落水残阳发表于 2013-3-11 09:39

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在裂纹横截面做试样，看裂纹深度和尾部形态。
不要轻易下结论说不是磨削的。
我这不做钢管的，轴承都是锻造 ...

另外，我想问一下残阳，以前我碰到过一个产品，由于冷却器漏水，出现大量淬火裂纹，但同时在外径上发现了0.4毫米的脱碳层，不知道脱碳跟水分是否有关系？

microsoft · 发表于 2013-3-11 09:58:18

sbm197873 发表于 2013-3-11 09:30

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1怀疑你氧探头未真实反映炉内碳势力2进炉前有没有清洗？特别是表面不能有硝盐3你怀疑钢管有啥质量问题4你们 ...

同时也发现了外径上有很多麻点，但不能确定是钢管黑皮造成的还是其它原因，以前碰到过亚硝浓度过高，再加上放置时间太长，对套圈是有腐蚀作用的。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-11 10:18:10

个人看法，仅供参考：
1.对于高碳高合金钢来说，表面脱碳或贫碳，与表面淬火裂纹有密切的关系；
2.建议发个裂纹处的金相图片，便于分析查找原因；
3.从硬度值看，不能确认为是脱碳；是贫碳或者是碳浓度过高有待于你提供的图片，再作分析；
4.过热与组织粗大更增加发分析原因的难度。回火情况能介绍一下吗。

sbm197873 · 发表于 2013-3-11 10:21:07

microsoft 发表于 2013-3-11 09:58

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同时也发现了外径上有很多麻点，但不能确定是钢管黑皮造成的还是其它原因，以前碰到过亚硝浓度过高，再加 ...

亚硝酸沾在工件表面加上高温会出现氧化麻点现象。

microsoft · 发表于 2013-3-11 10:29:00

吉祥如意发表于 2013-3-11 10:18

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个人看法，仅供参考：
1.对于高碳高合金钢来说，表面脱碳或贫碳，与表面淬火裂纹有密切的关系；
2.建议发个 ...

谢谢，我再找个套圈，在裂纹处拍个图片。回火170左右，3小时

sbm197873 · 发表于 2013-3-11 10:59:14

microsoft 发表于 2013-3-11 10:29

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谢谢，我再找个套圈，在裂纹处拍个图片。回火170左右，3小时

油炉还是空气炉？

microsoft · 发表于 2013-3-11 12:08:27

sbm197873 发表于 2013-3-11 10:59

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油炉还是空气炉？

空气回火，杭州金舟的网带炉。另外也想说一下，钢管存在微裂纹也有的。

sbm197873 · 发表于 2013-3-11 12:56:11

microsoft 发表于 2013-3-11 12:08

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空气回火，杭州金舟的网带炉。另外也想说一下，钢管存在微裂纹也有的。 ...

你们规定钢管逐支探伤吗？此轴承是否为冷碾加工，如原材料有微裂纹在此工序应有反馈。

zhang_999567 · 发表于 2013-3-11 13:01:24

是淬火前开裂还是淬火后开裂应该从显微镜下可以判断的，裂纹处横向取样看看裂纹的头与尾的形态、脱碳，照片用50倍、1000倍结合判断。

microsoft · 发表于 2013-3-11 13:15:19

sbm197873 发表于 2013-3-11 12:56

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你们规定钢管逐支探伤吗？此轴承是否为冷碾加工，如原材料有微裂纹在此工序应有反馈。 ...

钢管是外购的，全部经过探伤。不是冷碾加工，是车加工。

落水残阳 · 发表于 2013-3-11 13:34:27

microsoft 发表于 2013-3-11 09:54

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另外，我想问一下残阳，以前我碰到过一个产品，由于冷却器漏水，出现大量淬火裂纹，但同时在外径上发现了 ...

加热前零件上如果有水分，是可能造成脱碳的。

这个零件是有点贫碳的，不知道第4图是外径的还是倒角的。
虽然脱碳对裂纹会有关系，但是这个脱碳程度，是很常见的，我认为跟裂纹关系不大，另外，如果脱碳造成的裂纹，一般是网状的，形状不是这个样子。
还是看裂纹横截面，按zhang的说法去做看看。
我之前也遇到精磨之后发现的裂纹，去酸洗什么的看不到烧伤。但的的确确是磨削裂纹。一种可能是粗磨开裂，没有发现，精磨将烧伤层磨掉了。

microsoft · 发表于 2013-3-11 13:42:45

落水残阳发表于 2013-3-11 13:34

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加热前零件上如果有水分，是可能造成脱碳的。

这个零件是有点贫碳的，不知道第4图是外径的还是倒角的。

第四图是沟道脱碳，未磨削。脱碳我认为还是比较严重的，外径经过精磨，居然还有0.15mm的脱碳，表面与心部竟然差3HRC。我也只能去找个正常的产品做个对比，看看有什么发现。

microsoft · 发表于 2013-3-11 13:44:11

落水残阳发表于 2013-3-11 13:34

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加热前零件上如果有水分，是可能造成脱碳的。

这个零件是有点贫碳的，不知道第4图是外径的还是倒角的。

另外，我想问一下，如果这样的裂纹在钢管上，涡流探伤时能发现吗？

费工良 · 发表于 2013-3-11 17:47:58

居然还有0.15mm的脱碳

从金相图片根本看不出有这么深的脱碳

aaron01 · 发表于 2013-3-12 17:49:16

呵呵，今天微软带了这个开裂件的试样来我司了，我有幸看了下整个裂纹情况，在我司拍的具体照片在微软那，我们发现的现象是：
1，裂纹里面没有脱碳和增碳现象，初步判断，应该是淬火裂纹，或者是磨削裂纹；
2，表面确实有脱碳，无论是硬度还是金相法都显示出这一点，磨削后的表面硬度660HV0.1，未磨削的沟槽地方硬度640HV0.1，心部硬度HV780,，脱碳层磨削过的表面有0.05毫米左右，不同区域有深浅不一，未磨的区域脱碳0.20mm左右；
3，原材料无脱碳迹象；
4，裂纹深度0.5mm左右。

根据以上现象，我的解释是：
炉子的碳势偏低，造成产品在加热保温是表面较深的脱碳层，淬火后最表面硬度偏浅，很可能在磨削的第一次进刀时，热应力很大造成过热引起的开裂（材料越软，磨削热应力越大），其磨加工工艺是分几道磨的，在随后的磨削时把最初的热影响区磨去了，最终在零件表面上看不到明显的热影响区。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-12 18:56:36

aaron01 发表于 2013-3-12 17:49

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呵呵，今天微软带了这个开裂件的试样来我司了，我有幸看了下整个裂纹情况，在我司拍的具体照片在微软那，我 ...

根据你讲的重新检验报告来看：1.表面硬度：640-660HV 0.1；心部780HV 0.1属于表面外界原因造成的贫碳现象，不能定性来脱碳（也可称轻微脱碳吧）；2.根据裂纹的分布状态来看。淬火裂纹的可能性要大。因为碳含量的差异，造成表面与心部Ms 转变点的不同，从而使应力应变状态发生改变。表面拉应力过大。裂纹发生的部位足以说明此点。外径发生裂纹，而内径却没有。仅供参考。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-12 19:29:59

另有一种假设：这种组织的工件，即使在淬火时没有出现裂纹，那么，在磨削加工时发生裂纹。也不能简单地归结于磨削加工裂纹。要保证工件在磨削加工时的质量，不出问题。热处理首先要保证工件处理的质量。

伯龙马 · 发表于 2013-3-12 20:00:13

版主——尹工认为：根据裂纹的分布状态来看。淬火裂纹的可能性要大。因为碳含量的差异，造成表面与心部Ms 转变点的不同，从而使应力应变状态发生改变。表面拉应力过大。裂纹发生的部位足以说明此点。
支持尹工的观点，即由于表面脱碳，导致表面拉应力过大，而产生淬火裂纹。从下述现象也证明是淬火裂纹：
1.淬火裂纹，在任何轻磨过程也摆脱不了裂纹，重磨更不用说。而且，即使很浅的淬火裂纹，有多少的磨削余量也磨不掉。因为在磨削过程，在砂轮振动下裂纹不断向里扩展。
2.磨削裂纹，在第一次磨削过程出现裂纹，在减小磨削力情况下，第二次磨削时可以消除前次产生的裂纹。这是磨削裂纹与淬火裂纹的本质区别。

伯龙马 · 发表于 2013-3-12 20:12:32

纯粹的磨削裂纹，是磨削工艺不当造成的，说明零件基体无论组织和应力状态都正常，不具备产生裂纹的条件。如果零件基体组织和应力状态不正常而产生磨削裂纹，产生裂纹的工序是磨削，造成的原因是热处理。解决问题的办法是补充回火和减小磨削力，必须双方采取补救措施。

dqy · 发表于 2013-3-12 20:23:17

本帖最后由 dqy 于 2013-3-12 20:49 编辑

伯龙马发表于 2013-3-12 20:12

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纯粹的磨削裂纹，是磨削工艺不当造成的，说明零件基体无论组织和应力状态都正常，不具备产生裂纹的条 ...

“如果零件基体组织和应力状态不正常而产生磨削裂纹，产生裂纹的工序是磨削，造成的原因是热处理。解决问题的办法是补充回火和减小磨削力，必须双方采取补救措施。”

需双方共同优化。
目前，在实际生产中面临的问题是，关于废品的断定是　
磨削？　还是热处理？　还是共同分担？

伯龙马 · 发表于 2013-3-12 23:43:56

      dqy您好：目前，在实际生产中面临的问题是，关于废品如何断定是　磨削？　还是热处理？　还是共同分担？
      1.根据裂纹的特征：纯粹磨削裂纹一般为网状裂纹或并排的条状裂纹，且裂纹方向与磨削方向垂直。如果检测热处理没问题，应由磨削工序承担责任。
      2.热处理裂纹的特征：一般1至3条弧形或不规则的裂纹。应热处理工序承担责任。
      3.磨削裂纹出现后，检测热处理存在一定问题，且有磨焦（变色现象），应共同承担责任。
            仅供参考。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-13 09:39:22

此案例：个人看法是热处理的问题。

microsoft · 发表于 2013-3-13 18:00:14

本帖最后由 microsoft 于 2013-3-13 18:06 编辑

aaron01 发表于 2013-3-12 17:49

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呵呵，今天微软带了这个开裂件的试样来我司了，我有幸看了下整个裂纹情况，在我司拍的具体照片在微软那，我 ...

感谢各位专家的帮忙！非常感谢艾伦，不仅得到了帮助，还有幸参观了，世界一流的热处理企业。
一下裂纹的照片，请大家再给些建议，谢谢。

裂纹100倍

裂纹深度0.5mm 左右，外径残留脱碳层0.17mm

裂纹500

裂纹500倍，中心和尾部未见脱碳层，维氏硬度的测试结果也正式了这一点。
裂纹500倍脱碳层粗大马氏体.jpg

裂纹开始端500倍，可见脱碳引起的大量粗大马氏体组织。
裂纹100倍2.jpg

以上三图是裂纹欠腐蚀状态下100倍，500倍，1000倍
原材料经过检测，组织良好，无脱碳层。

microsoft · 发表于 2013-3-13 18:05:10

本帖最后由 microsoft 于 2013-3-13 18:10 编辑

从现在检测的结果来看，原材料肯定没问题。如果是淬火裂纹，为什么其它型号的产品没有？如果是磨削裂纹（无心磨分五道，在第四道磨完后探伤），这么长的裂纹，这么可能一点变质层都没有？

zhang_999567 · 发表于 2013-3-13 19:33:15

本帖最后由 zhang_999567 于 2013-3-13 19:38 编辑

支持24楼的观点：脱碳引起的淬火裂纹。
建议楼主多切几个开裂的试样验证一下，如果是磨削裂纹，一定可以找到磨削烧伤的变质层，不可能全部都是刚刚把全部变质层磨完，不留一点痕迹，如果没有一点痕迹硬说是磨削裂纹，我想说不过去吧。如果脱碳也是磨削裂纹产生的理由，不妨做几个脱碳很严重的样品试试，我的意见是脱碳有0.2-0.3，不一定会产生磨削裂纹。
脱碳引起淬火裂纹，我也曾做过这样的产品，有一种轴类产品外径大小不一，大的外径有0.3左右的脱碳，小径部分已无脱碳，淬火后大外径部分发生纵向裂纹，而小外径无裂纹，这个应该是个很好的案例吧。供大家参考。

microsoft · 发表于 2013-3-13 19:41:57

我想根据zhang的意见，做一次再现性试验。找五百个同批材料的套圈，淬火前做个磁粉探伤，回火后做磁粉探伤，五道次的无心磨，每道次做个磁粉探伤。

microsoft · 发表于 2013-3-13 19:42:28

microsoft 发表于 2013-3-13 19:41

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我想根据zhang的意见，做一次再现性试验。找五百个同批材料的套圈，淬火前做个磁粉探伤，回火后做磁粉探伤 ...

同时热处理时，让它脱碳0.2-0.3mm

吉祥如意 · 发表于 2013-3-14 11:43:42

保留一点看法：仅从裂纹两侧未发现脱碳，作出不是原材料的原因过于草率。建议对未裂部位取样做对比检测后，再谈。

aaron01 · 发表于 2013-3-14 11:48:02

吉祥如意发表于 2013-3-14 11:43

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保留一点看法：仅从裂纹两侧未发现脱碳，作出不是原材料的原因过于草率。建议对未裂部位取样做对比检测后， ...

原材料我看过了，表面没有脱碳，碳化物符合标准，图片没有上传。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-14 11:49:51

aaron01 发表于 2013-3-14 11:48

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原材料我看过了，表面没有脱碳，碳化物符合标准，图片没有上传。

那就好。艾伦办事是极细致的。

microsoft · 发表于 2013-3-14 12:25:24

吉祥如意发表于 2013-3-14 11:49

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那就好。艾伦办事是极细致的。

非常感谢版主的意见。从现在看来，不管是磨削裂纹也好，淬火裂纹也好，跟脱碳层太深，有必然的联系。把脱碳问题解决，应该会好的。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-14 12:29:10

microsoft 发表于 2013-3-14 12:25

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非常感谢版主的意见。从现在看来，不管是磨削裂纹也好，淬火裂纹也好，跟脱碳层太深，有必然的联系。把脱 ...

一家人不说感谢的话。要把注意力投向脱碳的原因是什么，如何形成的，采取有效措施才是硬道理。

aaron01 · 发表于 2013-3-14 12:36:40

脱碳的原因已经找到了吧，应该是COF值没有设对，碳势偏低了。原来是用的纯甲醇气氛，COF设的32%，改为氮甲醇气氛后，没有把COF调下来，自然实际炉内碳势就偏低了。
微软，是这样的吗？

microsoft · 发表于 2013-3-14 12:36:58

吉祥如意发表于 2013-3-14 12:29

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一家人不说感谢的话。要把注意力投向脱碳的原因是什么，如何形成的，采取有效措施才是硬道理。 ...

脱碳的问题已经找到。使用氮甲醇气氛，但欧陆表的CO值竟然设置成32。也没定碳片测量孔，显微镜也太老式，看不清脱碳层。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-14 12:38:54

microsoft 发表于 2013-3-14 12:36

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脱碳的问题已经找到。使用氮甲醇气氛，但欧陆表的CO值竟然设置成32。也没定碳片测量孔，显微镜也太老式， ...

各有所得，皆大欢喜。

aaron01 · 发表于 2013-3-14 12:43:05

本帖最后由 aaron01 于 2013-3-14 12:51 编辑

我有点疑问，我见过一些轴承小企业，用的网带炉没有碳控，也不通丙烷，就是甲醇滴滴保护淬火的，做出来零件脱碳也很厉害，但是似乎没有听说有因为脱碳而造成轴承圈开裂的情况出现，所以对于脱碳和淬火裂纹之间是否有必然联系，我还是有点没想通的地方。所以，我有点倾向于是在磨削时产生的，但根本原因还是表面脱碳。

吉祥如意 · 发表于 2013-3-14 12:53:07

aaron01 发表于 2013-3-14 12:43

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我有点疑问，我见过一些轴承小企业，用的网带炉没有碳控，也不通丙烷，就是甲醇滴滴保护淬火的，做出来零件 ...

也好，我们就找找磨削裂纹的原因。

dqy · 发表于 2013-3-14 13:47:06

microsoft 发表于 2013-3-14 12:25

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非常感谢版主的意见。从现在看来，不管是磨削裂纹也好，淬火裂纹也好，跟脱碳层太深，有必然的联系。把脱 ...

比较现实的可行的方法：就是解决脱碳问题，脱碳后拉应力增大是造成裂纹的基本原因，在公司也遇到该类问题，酸洗检测和检测应力来区分磨削和淬火裂纹，一般结论为淬火裂纹。

搬运工 · 发表于 2013-3-14 13:57:40

aaron01 发表于 2013-3-14 12:43

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我有点疑问，我见过一些轴承小企业，用的网带炉没有碳控，也不通丙烷，就是甲醇滴滴保护淬火的，做出来零件 ...

热处理裂纹是多种因素综合作用的结果。
此例中脱碳应是主要原因。
这样说对不对？

microsoft · 发表于 2013-3-14 21:04:02

aaron01 发表于 2013-3-14 12:43

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我有点疑问，我见过一些轴承小企业，用的网带炉没有碳控，也不通丙烷，就是甲醇滴滴保护淬火的，做出来零件 ...

马弗炉只要罐体不损坏，脱碳还是比较少的。你说的轴承小企业，一般是做低档次轴承，根本不做无损探伤，即使有微裂纹也发现不了。

microsoft · 发表于 2013-3-14 21:06:34

搬运工发表于 2013-3-14 13:57

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热处理裂纹是多种因素综合作用的结果。
此例中脱碳应是主要原因。
这样说对不对？

我认为也是这样的，不管是脱碳引起淬火裂纹，还是引起磨削裂纹，只要把脱碳问题解决了，裂纹就没有，但要经过一段时间的验证。

搬运工 · 发表于 2013-3-14 21:15:35

microsoft 发表于 2013-3-14 21:04

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马弗炉只要罐体不损坏，脱碳还是比较少的。你说的轴承小企业，一般是做低档次轴承，根本不做无损探伤，即 ...

是你说的这个情况。不进行探伤处理的企业还是比较多的，很多用目测的，有微裂纹的件都发出去了。

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