Page 50 - 理化检验-物理分册2020年第二期
P. 50

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０２００２０１０


                                 ４２CrMo           钢蜗杆开裂原因分析



                                         甘美露,张   强,王书强,周   涛,马舒娜

                                           ( 江阴市产品质量监督检验所,江阴 ２１４４３４ )
                    摘   要: ４２CrMo钢蜗轮蜗杆在装配时发现蜗杆表面开裂, 通过宏观分析、 化学成分分析、 淬火表
                 面残余应力测试、 微观分析、 金相检验、 能谱分析、 硬度测试等方法对蜗杆开裂的原因进行了分析.
                 结果表明: 该 ４２CrMo钢蜗杆表面裂纹为淬火应力裂纹, 蜗杆材料中的锰的质量分数偏高以及淬火
                 过程中热应力与组织应力叠加导致蜗杆沿轴线方向开裂.
                    关键词: 蜗轮蜗杆; 淬火开裂; 热应力; 组织应力; 热处理

                    中图分类号: TH１４２．１    文献标志码: B    文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０２０ ) ０２Ｇ００３９Ｇ０５
                              CauseAnal y sisonCrackin g of４２CrMoSteelWorm

                                                                     ,
                                 GAN Meilu , ZHANGQ ian g WANGShu q ian g ZHOUTao , MAShuna
                                                       ,
                            ( Jian gy inProductQualit ySu p ervisionandTestin g Institute , Jian gy in２１４４３４ , China )
                     Abstract : Surfacecrackin gof４２CrMosteelturboworm wasfounddurin gassembl y ．Thecausesofworm
                crackin gwereanal y zedb y meansof macroanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , q uenchin gsurfaceresidual
                stresstest , microanal y sis , metallo g ra p hicexamination , ener gys p ectrumanal y sisandhardnesstest．Theresults
                showthatthesurfacecrackofthe４２CrMosteelturboworm was q uenchin g stresscrack．Thehi g hmassfractionof
                 man g aneseinworm materialandthesu p er p ositionofthermalstressandstructurestressdurin gq uenchin gp rocess
                causedthewormtocrackin galon g theaxisdirection．
                     Ke y words : turboworm ; q uenchin gcrackin g ; thermalstress ; structurestress ; heattreatment

               随着经济的发展、 社会的进步, 人们对能源的                          为原材料, 直径为 ３０mm , 其主要加工及热处理工
            需求不断 增 长.一 方 面 传 统 的 煤 炭、 石 油 等 化 石                艺为: 棒料 下 料 → 调 质 处 理 → 毛 坯 粗 加 工 → 精 加
            能源日趋 枯 竭, 另 一 方 面 过 度 依 赖 化 石 能 源 所 带              工 → 表 面 渗 氮 → 成 品. 在 装 配 时 发 现 有 少 数
            来的气候、 环 境、 健 康 等 问 题 日 益 突 出, 严 重 威 胁
                                                              ４２CrMo钢蜗杆 成 品 表 面 开 裂, 为 了 找 出 ４２CrMo
            人类的生 存 和 发 展, 寻 找 绿 色 能 源 实 现 可 持 续 发              钢蜗杆开 裂 的 原 因, 笔 者 对 其 进 行 了 一 系 列 理 化
            展成为当 前 人 类 面 临 的 迫 切 课 题, 已 经 得 到 各 国
                                                               检验和分析.
            政府的极大重视.太阳能作为一种取之不尽用之
            不竭的清 洁 环 保、 无 污 染 能 源 近 年 来 得 到 前 所 未             １  理化检验
            有的发展.太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过
                                                              １．１  宏观分析
            程中, 最优化太阳光使用, 提高光电转换效率的机
                                                                   图 １ 为开裂蜗杆的宏观形貌, 可见蜗杆表面有
            械及电控 单 元 系 统, 回 转 支 撑 是 太 阳 能 跟 踪 系 统
                                                               一条细长裂纹, 裂纹笔直, 为沿着圆柱轴向的纵向裂
            的重要组 成 部 分, 而 蜗 轮 蜗 杆 则 是 回 转 支 撑 的 重
                                                               纹, 裂纹从蜗杆一侧光杆穿过中间螺纹区域至另一
            要零部件.
                 某太阳能 回 转 支 撑 蜗 轮 蜗 杆 采 用 ４２CrMo 钢             侧光杆端部.从图 １b ) 纵向裂纹的横截面形貌可
                                                               以看出, 裂纹近似垂直于蜗杆表面, 裂纹外阔内尖,
                                                               裂纹起源于蜗杆表面, 从表面向心部延伸, 延伸深度
                收稿日期: ２０１９Ｇ１０Ｇ２２
                                                               为 １０cm 左右, 综上分析纵向裂纹应该由工件表面
                作者简介: 甘美露( １９７８－ ), 男, 工程师, 主要从事金属材料的分
                                                               的拉应力引起      [ １ ]
            析检验工作, g anml２００２＠１６３．com                                        .
                                                                                                         ３ ９
   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55