Page 72 - 理化检验-物理分册2019年第五期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０５０１４

２０MnCr５ 钢齿轮轴渗碳淬火后表面缺陷原因分析

杨 娥,周 杨,杨 智,李 波

( 大冶特殊钢股份有限公司 高品质特殊钢湖北省重点实验室,黄石 ４３５００１ )
摘 要: 某公司生产的 ２０MnCr５ 钢齿轮轴经渗碳淬火处理, 精加工后发现齿轮轴表面局部可见
明显斑疤.采用宏观观察、 化学成分分析、 扫描电镜分析和金相检验等方法对齿轮轴表面缺陷的产
生原因进行了分析.结果表明: 渗碳热处理前使用的防渗碳涂料中的金属铜渗入钢材的晶界, 使钢
材发生脆化开裂, 继而防渗碳涂料中其他低熔点物质也渗入钢材的晶界, 破坏钢材基体的连续性,
因此精加工后齿轮轴表面出现斑疤状的缺陷.
关键词: 齿轮轴;渗碳淬火;斑疤;防渗碳涂料;脆化开裂

中图分类号: TG１１５．２ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０５Ｇ０３４１Ｇ０３
CauseAnal y sisonSurfaceDefectsof２０MnCr５SteelGearShaftsafter

Carburizin g andQ uenchin g

,
YANGE , ZHOUYan g YANGZhi , LIBo
( HubeiKe yLaborator yofHi g hQualit yS p ecialSteel , Da y eS p ecialSteelCo． , Ltd． , Huan g shi４３５００１ , China )
Abstract : The２０MnCr５steel g earshaftswastreatedwithcarburizin gandq uenchin g ．Afterfinemachinin g ,
obviouss p ottedscarswerefoundonthesurfaceoftheg earshafts．Thecausesofsurfacedefectsoftheg earshafts
wereanal y zed b y means of macro observation , chemicalcom p osition anal y sis , scannin g electron microsco py
anal y sis , metallo g ra p hicexaminationandsoon．Theresultsshowthattheco pp erintheanticarburizin g coatin gused
beforecarburizin gheattreatment p enetratedintotheg rainboundariesofsteelandcausedembrittlementcrackin gof
steelmaterial．Thenotherlow meltin gp ointsubstancesintheanticarburizin gcoatin gp enetratedintotheg rain
boundariesofsteelanddestro y edthecontinuit yofthesteelmatrix．Therefore , thesurfaceofg earshafta pp eared
s p ottedscardefectsafterfinemachinin g ．
Ke y words : earshaft ; carburizin gandq uenchin g ; s p ottedscar ; anticarburizin gcoatin g ; embrittlement
g
crackin g

齿轮轴是各种机械设备传动系统中的关键零件, １ 理化检验
一般要求齿轮轴既具有优良的耐磨性、 又具备高的抗
１．１ 宏观观察
接触疲劳和抗弯曲疲劳性, 因此热处理对齿轮轴的寿
齿轮轴表面斑疤宏观形貌如图 １ 所示, 可见斑
命起至关重要的作用 [ １ ] .某公司选用 ２０MnCr５ 合金
疤均位于零件不需要表面渗碳的区域, 即渗碳热处
结构钢生产齿轮轴, 具体生产工艺为: １９０mm 热轧 理时表面刷涂防渗碳涂料的区域, 斑疤的大小不同、
ϕ
棒料→下料→ 车加工 → 局部涂防渗碳涂料 → 渗碳热
形状各异.
处理→车加工.最终车加工后发现工件表面局部有
１．２ 化学成分分析
明显的斑疤, 导致零件全部报废.为查明工件表面斑
对该齿轮轴进行化学成分分析, 结果见表 １ , 可
疤形成的原因, 笔者对该齿轮轴进行了一系列检验与
见该齿轮轴的化学成分满足企业标准对 ２０MnCr５
分析, 以期避免再次出现该类缺陷.
合金结构钢的技术要求.
１．３ 扫描电镜分析
收稿日期: ２０１８Ｇ０８Ｇ０８
切取斑疤集中部位, 经酒精超声波清洗后使用
作者简介: 杨 娥( １９８４－ ), 女, 工程师, 主要从事特钢失效分析
FEIQUANTA４００F 型 扫 描 电 镜 ( SEM ) 观 察, 如
与检测技术工作, y an g _ e _ ２００６＠１６３．com
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