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这个开裂是什么原因呢?

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发表于 2013-9-23 11:23:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aaron01 于 2013-9-23 11:24 编辑

又有开裂问题了,零件外形如下图:
裂纹件形态.png

产品加工流程是锻造、退火、机加工、热处理、内孔加工、装配,所谓的装配是在内孔里装入一根小轴,过盈配合。
零件材料是440C马氏体不锈钢,真空炉气淬,-80C深冷,400C回火,硬度在57HRC左右。
现在装配时发现有1%左右零件内孔出现开裂。

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发表于 2013-9-23 11:27:21 | 显示全部楼层
问一下铁匠师傅:是将轴装入后发生的开裂吗?
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 楼主| 发表于 2013-9-23 11:39:47 | 显示全部楼层
打开零件后,裂纹源的细节:
宏观照片:
裂纹源.jpg

25倍照片:
裂纹源低倍组织-25X.jpg

50X照片:
裂纹源-50X.jpg

100X照片:
裂纹源-100X.jpg
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发表于 2013-9-23 11:40:24 | 显示全部楼层
材料问题?脱碳,折叠。。。来几张金相照片吧。。。
是非天天有,不听自然无。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 11:41:49 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 11:27
问一下铁匠师傅:是将轴装入后发生的开裂吗?

是的,装配后发现有部分零件开裂现象,娃娃赶紧帮铁匠看看。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 11:46:24 | 显示全部楼层
铁匠发现几个蹊跷的地方,
1,50X照片上,在裂纹源附件,为什么会有一块变色区域?
2,25X照片上,看到碳化物分布的流线很奇怪,弧形的流线分布,锻造怎么会产生这样的流线?

这2个问题,铁匠还没想明白。{:soso_e114:}
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发表于 2013-9-23 11:50:45 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 11:41
是的,装配后发现有部分零件开裂现象,娃娃赶紧帮铁匠看看。

等金相图片上来了综合看看。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 11:55:37 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 11:50
等金相图片上来了综合看看。

还需要什么照片?
对裂纹源的判断,铁匠没犯错误吧?
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发表于 2013-9-23 12:57:27 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 11:46
铁匠发现几个蹊跷的地方,
1,50X照片上,在裂纹源附件,为什么会有一块变色区域?
2,25X照片上,看到碳化物 ...

25倍图片左下黑色区域是剖开后污染物吗?
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发表于 2013-9-23 13:02:21 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 11:55
还需要什么照片?
对裂纹源的判断,铁匠没犯错误吧?

质疑裂源?
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 楼主| 发表于 2013-9-23 13:03:00 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 12:57
25倍图片左下黑色区域是剖开后污染物吗?

那是没磨出来的地方,裂纹打开后,一半简单磨一下,腐蚀拍照,另外一半保留看宏观的。
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发表于 2013-9-23 13:11:25 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 13:03
那是没磨出来的地方,裂纹打开后,一半简单磨一下,腐蚀拍照,另外一半保留看宏观的。 ...

裂源处因事先经倒角处理,压制时应该不是受力处。
流线分布正常,棒料锻造成型。
问一下:孔是锻造成型的,还是后续加工形成的?
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发表于 2013-9-23 13:12:35 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 13:03
那是没磨出来的地方,裂纹打开后,一半简单磨一下,腐蚀拍照,另外一半保留看宏观的。 ...

那就是线切割留下的。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 13:12:57 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 13:11
裂源处因事先经倒角处理,压制时应该不是受力处。
流线分布正常,棒料锻造成型。
问一下:孔是锻造成型的 ...

孔是后加工的,不是锻出来的,从宏观断口情况来看,铁匠判断裂纹源是在那个尖角地方。
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发表于 2013-9-23 13:16:15 | 显示全部楼层
材料耐冲击能力差,做个V型缺口冲击试验试试,开口垂直向里。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 13:19:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-9-23 13:21 编辑

按理那个倒角地方也不是应力集中点,为什么裂纹源会出现在那个地方?有点费解。
另外,这个零件上也看不到脱碳,铁匠现在有点茫然了。
为什么会1%的比例开裂呢?
下一步该怎么分析呢?
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发表于 2013-9-23 13:21:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 吉祥如意 于 2013-9-23 13:24 编辑
aaron01 发表于 2013-9-23 13:12
孔是后加工的,不是锻出来的,从宏观断口情况来看,铁匠判断裂纹源是在那个尖角地方。 ...


1.机加工破坏了原锻造流线,装配时受力处正是流线最不利处,容易出现开裂;
2. 尖角处未直接受力,因存在机加倒角;
3. 可能因少数工件机加公差的原因,因受力过大造成开裂;
4.装配时,垂直度不好,也会造成点接触而开裂;
5. 从宏观图看,开裂起源于内孔表面。

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 楼主| 发表于 2013-9-23 13:24:10 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 13:21
1.机加工破坏了原锻造流线,装配时受力处正是流线最不利处,容易出现开裂;
2. 尖角处未直接受力,因存在 ...

这个原材料碳化物分布是否很差?
还有能够给我解释下为什么说这个锻造流线是正常的?我觉得流线应该是竖直的,不应该是这样圆弧的吧?
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发表于 2013-9-23 13:26:36 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 13:24
这个原材料碳化物分布是否很差?
还有能够给我解释下为什么说这个锻造流线是正常的?我觉得流线应该是竖 ...

原材如果是棒料再锻造,有可能就是这样的。圆孤的中心也就是棒材的中心。
所以,也与工件的选择有关。
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发表于 2013-9-23 13:48:13 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 11:46
铁匠发现几个蹊跷的地方,
1,50X照片上,在裂纹源附件,为什么会有一块变色区域?
2,25X照片上,看到碳化物 ...

有不少孔,感觉疏松有点严重   (不知道理化人员有没有结论)
碳化物流线个人认为是可能是形核顺序造成的,即锻压晶粒变形后碳化物首先形核
在后续中没有足够的能力回复正常的晶粒(均匀分布)
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发表于 2013-9-23 13:53:00 | 显示全部楼层
流线照片是怎么拍出来的啊
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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发表于 2013-9-23 14:01:42 | 显示全部楼层
夏日凉风 发表于 2013-9-23 13:53
流线照片是怎么拍出来的啊

最简单的金相啊
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发表于 2013-9-23 14:03:38 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 13:24
这个原材料碳化物分布是否很差?
还有能够给我解释下为什么说这个锻造流线是正常的?我觉得流线应该是竖 ...

锻造流线和原材料以及成形方式有关。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 14:08:02 | 显示全部楼层
Adam 发表于 2013-9-23 13:48
有不少孔,感觉疏松有点严重   (不知道理化人员有没有结论)
碳化物流线个人认为是可能是形核顺序造成的 ...

那些孔是没抛干净,前面说了,就是断面简单抛了下,腐蚀看的。
这个图里的碳化物都是液析碳化物,不是锻造过程产生的。
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发表于 2013-9-23 14:08:38 | 显示全部楼层
夏日凉风 发表于 2013-9-23 14:03
锻造流线和原材料以及成形方式有关。

是的,有个抽象思维的问题。
开始是竖直的,有个压力作用就变弯了,成了弧形了。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 14:09:45 | 显示全部楼层
夏日凉风 发表于 2013-9-23 13:53
流线照片是怎么拍出来的啊

这种材料会有较多的液析碳化物,锻造后被打碎,从打碎后的碳化物分布情况,就可以看出锻造流线了。
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发表于 2013-9-23 14:26:00 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 14:09
这种材料会有较多的液析碳化物,锻造后被打碎,从打碎后的碳化物分布情况,就可以看出锻造流线了。 ...

那液析碳化物溶解不了,锻碎不了吗?
为什么类似的材料,多数情况下没有?
生产中是控制析出还是后续消除呢??

这种液析是整个产品都一样,还是局部的情况
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 楼主| 发表于 2013-9-23 14:47:45 | 显示全部楼层
Adam 发表于 2013-9-23 14:26
那液析碳化物溶解不了,锻碎不了吗?
为什么类似的材料,多数情况下没有?
生产中是控制析出还是后续消除 ...

液析碳化物怎么溶?
看看这个帖子吧,http://www.rclhome.net/forum.php ... &extra=page%3D1
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发表于 2013-9-23 14:54:32 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 14:47
液析碳化物怎么溶?
看看这个帖子吧,http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=3357&extra= ...

其实你们说的是一个意思。溶解不了,可以锻造改善,但是有局限性。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 14:56:52 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 14:54
其实你们说的是一个意思。溶解不了,可以锻造改善,但是有局限性。

440C的含铬量很高,相比GCr15更容易出液析碳化物,通常在金相里是免不了看到这样的粗大碳化物的,不过幸亏是已经锻打过了,否则还要大呢。
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发表于 2013-9-23 14:59:26 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 14:56
440C的含铬量很高,相比GCr15更容易出液析碳化物,通常在金相里是免不了看到这样的粗大碳化物的,不过幸 ...

看了100倍下的图片,觉得锻造效果还是比较好的。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:04:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-9-23 15:08 编辑

还是那个零件,换个方向看裂纹:
宏观:
实物表面-.jpg

内孔裂纹处:200X
内孔-sur-200x.jpg

裂纹-500x.jpg
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发表于 2013-9-23 15:09:04 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:04
还是那个零件,换个方向看裂纹:
宏观:

请铁匠把第一张图上右边的图片上张近距离的图片可好(从内表面处开裂,但未裂穿的)。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:12:01 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:09
请铁匠把第一张图上右边的图片上张近距离的图片可好(从内表面处开裂,但未裂穿的)。 ...

右下是内表面啊,这里是裂纹源哦,哪里没裂穿?全穿的
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发表于 2013-9-23 15:14:46 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:12
右下是内表面啊,这里是裂纹源哦,哪里没裂穿?全穿的

用手拿的那张,右边的一幅(帖标志的那个面)。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:19:45 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:14
用手拿的那张,右边的一幅(帖标志的那个面)。

原图是这样的,你用滚轮可放大。
IMG20130912145211.jpg
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发表于 2013-9-23 15:19:57 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:04
还是那个零件,换个方向看裂纹:
宏观:

这三张图片:
1.开裂处没有脱碳,排除锻造原因;
2.有次生扩展裂纹,说明应力比较大;
3.主开裂处宽度基本一致,排除淬火开裂;
4.块状碳化物大小基本一致,分布尚均匀,排除材料原因。
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发表于 2013-9-23 15:21:58 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:19
原图是这样的,你用滚轮可放大。

不是这张,是未解剖完整的那张。是最前面的那张。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:27:24 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:21
不是这张,是未解剖完整的那张。是最前面的那张。

几楼?
第几张图?名称是什么?
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发表于 2013-9-23 15:29:32 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:27
几楼?
第几张图?名称是什么?

娃娃沙发前面的那张:零件外形图。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:33:18 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:29
娃娃沙发前面的那张:零件外形图。

1楼的图里,左面的图已经显示出全裂穿了啊,内孔开裂,外圆面上都是裂纹穿过来了。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-9-23 15:35:53 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:33
1楼的图里,左面的图已经显示出全裂穿了啊,内孔开裂,外圆面上都是裂纹穿过来了。 ...

我看右边的那张好象是从内表面开裂的?
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:38:26 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:35
我看右边的那张好象是从内表面开裂的?

这个裂纹源我们不是早就定义成内孔面倒角处的尖角位置了吗?
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 15:40:29 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 15:35
我看右边的那张好象是从内表面开裂的?

看36楼的图,断面没有切过,整个裂穿的啊。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-9-23 15:49:55 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:38
这个裂纹源我们不是早就定义成内孔面倒角处的尖角位置了吗?

觉得虽是缺陷,但根源可能是胀力所至。
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发表于 2013-9-23 16:02:16 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 15:40
看36楼的图,断面没有切过,整个裂穿的啊。

我再想为什么只有1%?是偶然因素?
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 楼主| 发表于 2013-9-23 16:09:37 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-9-23 16:02
我再想为什么只有1%?是偶然因素?

在找不到脱碳等其他问题的情况下,我也同意可能是过盈量太大引起的。
这就有2种可能了,
少量零件内孔变形量超差
你说的不当装配方式引起的
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-9-23 16:17:04 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-9-23 16:09
在找不到脱碳等其他问题的情况下,我也同意可能是过盈量太大引起的。
这就有2种可能了,
少量零件内孔变 ...

包括有硬质的异物。
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发表于 2013-9-23 16:18:33 | 显示全部楼层
晚上有时间再看看想想。
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 楼主| 发表于 2013-9-23 16:26:34 | 显示全部楼层
刚刚又问了客户一些问题,实际情况是客户在装配完成后,是100%检查的,让客户最担心的是全检没有问题的零件,在20几天以后再检,发现有千分之一的零件有开裂。
也就是说零件到了美国以后,他们要在当地雇美国人进行全检,这是他们无法忍受的。
这样说的话,问题似乎变成了疲劳问题了。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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