这个开裂是什么原因呢？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 11:23:31

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 11:27:21

问一下铁匠师傅：是将轴装入后发生的开裂吗？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 11:39:47

打开零件后，裂纹源的细节：
宏观照片：
裂纹源.jpg

25倍照片：

50X照片：

100X照片：

心情 · 发表于 2013-9-23 11:40:24

材料问题？脱碳，折叠。。。来几张金相照片吧。。。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 11:41:49

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 11:46:24

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:}

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 11:50:45

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 11:55:37

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 12:57:27

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 13:02:21

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？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 13:03:00

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 13:11:25

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 13:12:35

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 13:12:57

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。

5billion · 发表于 2013-9-23 13:16:15

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 13:19:47

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 13:21:33

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 13:24:10

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 13:26:36

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。

Adam · 发表于 2013-9-23 13:48:13

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）

夏日凉风 · 发表于 2013-9-23 13:53:00

流线照片是怎么拍出来的啊

Adam · 发表于 2013-9-23 14:01:42

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

夏日凉风 · 发表于 2013-9-23 14:03:38

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 14:08:02

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 14:08:38

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 14:09:45

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。

Adam · 发表于 2013-9-23 14:26:00

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

aaron01 · 发表于 2013-9-23 14:47:45

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

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 14:54:32

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 14:56:52

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 14:59:26

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:04:46

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

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:09:04

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）。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:12:01

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

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:14:46

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）。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:19:45

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:19:57

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:21:58

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:27:24

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？

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:29:32

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。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:33:18

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:35:53

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？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:38:26

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？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 15:40:29

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 15:49:55

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 16:02:16

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？

aaron01 · 发表于 2013-9-23 16:09:37

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

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 16:17:04

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。

吉祥如意 · 发表于 2013-9-23 16:18:33

晚上有时间再看看想想。

aaron01 · 发表于 2013-9-23 16:26:34

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。

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这个开裂是什么原因呢？

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