第35卷第4期
热处理技术与装备
Vol 35. No4
2014年8月
RECHUL JISHU YU ZHUANGBEI
Aug、2014
?失分析
锤头断裂失效分析
曾会书
(广东省詔铸集团有限公司,广东詔关512001)
摘要:某公司生产的45钢锤头在使用过程中产生严重裂纹和断裂失效。采用光语分析、断口分析
和全相检验等方法对断裂锤头进行了分析。結果表明:该锤头未接设计要求进行有效的热处理,造
成锤头各处硬度不均、局部出现硬薄层和明显应力集中,是该锤头发生裂纹和断裂失效的主要原
因;缍头的显微组织中存在网状和针片状铁素体等不良组织,加速了该锤头的断裂失效。
关键词:45钢;锤头;疲劳断裂;网状铁素体
中分类号:TC316.1*93文献标志码:A文章编号:1673-4971(2014)04-0043-04
Fracture Failure Analysis on Hammerhead
ZENG Hui-shu
( Guangdong Shaoguan Foundry and Forging Group Co, Ltd, Shaoguan Guangdong 512031, China
Abstract: 45 steel hammer head had serious cracks and fracture failure in the progress of using. Fracture
hammer head was analyzed by spectrum analysis, fracture analysis and metallographic examination, The
results showed that the hammer head did not effectively heat treated according to the design requirements
resulting in uneven harness, local brittle thin layer and significant stress concentration, which were the
main reason for the crack and fracture failure of the hammer head. The mesh and acicular ferrite and other
microstructure exist in hammer head. accelerating fracture failure of the hammerhead
Key words: 45 steel hammerhead; fatigue fracture; network ferrite
45钢锤头是5t自由锻电液锤的关键部件,尺寸区,在瞬断区可见放射状花禅,为脆性断裂特征
约为2600mmx500mumx500mm,重5t多,其生产疲劳区与瞬断区的比例悬殊,疲劳区的面积不到瞬
工艺为:锻造一粗加工→调质→精加工→表面淬火。断区的1/80,说明该锤头材质较脆且锤头受到的应
要求调质后硬度达到2272~285HB,导轨面及其两侧力很大。整个断口较为整齐,未见明显宏观塑性
表面淬火后硬度达到38-42HRC。某公司生产的变形,属于局部疲劳断裂引起的脆性断口。
45钢锤头,因在使用过程中产生严重裂纹而停用,将
有裂纹部分切除、重新加工后再次投入使用,使用一2理化检验
个多月后从锤头中部断为两截。如图1、图2所示。2.1化学成分分析
在图2中AC两处分别取样进行光谱分析,化
断口分析
学成分均符合标准?要求,见表1。
图2中A、B处(导轨面的斜面)为裂纹源区,紧
接裂纹源区可见明显贝壳条纹,是疲劳断口的扩展
收稿日期:2014-03-06
作春介:曾会书(1971-),男,工程师,主要从事金相分析、失效分析和热处理工艺研究。
联系电话:1326337295;E-mailers2141421@163.com
万方数井
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热处理技术与装备
第35卷
图1断口宏观形貌
图2断口局部放大
Fig. I Macro morphologies of fracture
Fig 2 Local magnification in fracture
表1锤头化学成分(质量分数,%)
Table 1 Chemical composition of the hammer head(o,%)
检测位置
C
锤头A处
0.45
0.24
0,019
0.011
0,175
0.111
锤头C处
0.018
0.009
0.175
0.112
0.050
45钢标准0.42-0.500.17-0.30.50-0.80≤0.035≤0.035≤0.25≤0.30∈0.25
低倍检验
2.3高倍检验
取1/4断口进行低倍检验,检验结果为一般疏
在图2中A、B、C三处取样分别进行高倍检验
松1.0级,未见其他明显宏观缺陷,见图3。
和硬度检测,结果见表2。在A处(裂纹源处)发现
有局部硬化,深度为0~3mm,如图4所示。在紧挨
硬化层下的D处同时进行了检验,结果列于表2,夹
杂物及组织图片如图5~图12所示。
硬化区域
图3低倍组织
Fig, 3 Microstructure of low magnification
图4裂纹源处发现局部硬化
ig. 4 Local hardening at crack source
表2高倍组织和硬度检验结果
Table 2 The testing results of micmnstructume and hardness
检测位畳
非金属夹杂物
显微组织
晶粒度/级
硬度/HRC
A处A1,0(粗),B0,00,D1.0回火索氏体+回火托氏体+少量铁素体
B处A1,0(粗),BD,0,D1.0索氏体+未熔铁素体
C处
1.0(粗),BD,00,D1.0索氏体+珠光体+少量铁素体
19~21
D处A1.0(0粗),BD,O,D.0细片状珠光体+网状及块状铁素体
8~10
万方数井
