文档介绍：钢曲轴毛坯晶粒度超差分析
黄富先熊娜
江铃汽车股份有限公司质量管理部,江铃
摘要由非调质钢锻造的曲轴毛坯存在着晶粒度偏大,由此影响了曲轴的疲劳寿命。为了寻
找原因,从锻造源头开始查找。结果表明,高温保留时间长及进控冷线以前冷却速度不够等因素是造成晶拉
度粗大的原因。
关健词晶杜度疲劳寿命
中图分类号文献标识码文章编号一增刊
性试验,结果见表。试验表明晶粒组织偏大冲击韧
引言
性明显偏低。
钢曲轴毛坯在常规晶粒度检查中发表晶粒度对冲击韧性的影响
现晶粒度偏大技术要求级,检测结果发现有晶粒度级冲击韧性。·
级。晶粒度是晶粒大小的量度,是通过室温下
稳定组织测定出来的,对于亚共析钢是通过测定网
状铁素体的晶界而得到的,其本质是反应加热时原
奥氏体的晶粒状况由于亚共析钢的先析出相为原
奥氏体晶界析出的网状铁素体。晶粒度越细晶界曲轴受力分析
面积越大,金属的塑性变形抗力越大,强度、硬度越
曲轴工作时旋转主要受扭转应力和弯曲应力,
高即所谓的细晶强化。
曲轴扭转时自表面到心部应力分布见图
金属晶粒越细,一定体积内的晶粒数目越多,同心部所受应力相对表面来说递减,但当材料超
样的变形量下,变形可以分散在更多的晶粒内,每个
过其屈服强度时需要心部具有足够的韧性来保持变
晶粒内的变形比较均匀,造成的应力集中较小,另外
形硬化,也即当工件处于超载时由于心部韧性不足
晶粒越细,晶界曲折越多,更不利于裂纹的发展,断
易产生疲劳裂纹,从而导致失效断裂。从以上分析
裂前能承受较大的塑性变形,吸收较多的冲击功,即
可知晶粒度偏大会缩短曲轴的疲劳寿命。因此要从
韧性较好。为了验证晶粒度偏大对疲劳寿命的影
源头查找晶粒度偏大的原因。
响,对晶粒度为级和级的曲轴取样进行冲击韧
工件的破坏总是先从强度较低的铁素体开始的,并和块状铁素体所造成。建议改进热处理工艺,以消
且使断裂的倾向加剧除不良组织。
显微组织中的铁素体数量和形态异常,是由
参考文献
于热处理工艺不当所造成。工件中存在的铁素体,
是先于淬火状态存在的组织,其形成原因是淬火温〕上海市机械制造工艺研究所金相分析技术
度低和保温时间不足或冷却速度较慢上海上海科学技术文献出版社,
一
结论与建议
该曲柄的断裂是由于显微组织中存在大量网状
· ·
据由于合金元素的影响及加热速度和冷却速度稍有
偏差。影响奥氏体化的晶体度大小的主要因素为
温度,温度越高晶粒长大倾向越大,其次为保温时间
和冷却速度,因此在制定加工工艺时加热温度不能
一卜
一一卜定得太高,要根据工件的厚度,奥氏体的均匀化珠
光体中的碳化物充分溶解以及锻造加工时压力机
图心部应力分布示意图的吨位,模具的承受能力来综合考虑。从综合分析
曲轴毛坯锻造工艺流程的结果来看钢的加热温度在℃左右
比较合适,这和工艺参数是吻合的。为此从整个锻
钢曲轴毛