Page 77 - 理化检验-物理分册2021年第九期

欧雪雁: 40Cr钢汽车转向弯臂断裂原因

表1 弯臂化学成分分析结果( 质量分数)

Tab 1 Chemicalcom p ositionanal y sisresultsof

bendin g arm massfraction %
项目 C Si Mn Cr P S
实测值 0.43 0.21 0.67 0.89 0.018 0.012
0.37~ 0.17~ 0.50~ 0.80~ ≤ ≤
标准值
0.44 0.37 0.80 1.10 0.035 0.035

1.4 硬度测试 图5 40Cr钢的原始晶粒形貌

Fi g 5 Ori g inal g rainmor p holo gy of40Crsteel
在断裂弯臂轴颈处切割试样进行硬化层硬度测
检验位置及显微组织形貌见图 6 , 硬化层深度和马
试 [ 3 ] , 结果见表2 。由表2可见, 基体调质后的布氏
氏体等级检验结果见表 3 , 可见锥柄处表面马氏体
硬度和弯臂锥柄处、 轴颈凸台处感应淬火的洛氏硬
等级为2级粗大马氏体, 锥柄处硬化层中已形成沿
度均满足技术要求,但是 R 角处硬度为原调质组

马氏体晶界扩展的裂纹, 裂纹起源于锥柄R 角机加
织硬度 [ 3 ] , 即此处无硬化层, 不满足技术要求。
表2 断裂弯臂不同位置的硬度测试结果 工刀痕处表面。

Tab 2 Hardnesstestresultsoffracturedbendin g

armatdifferent p ositions
项目 基体 / HB 轴柄 / HRC 轴颈R 角处 / HRC 凸台 / HRC
实测值 286 61.9 30.4 56.2
技术要求值 262~302 >55 >55 >55

1.5 金相检验

依据 GB / T13320-2007 《 钢质模锻件 金相组
织评级图及评定方法》 的技术要求对断裂弯臂进行
基体 调 质 组 织 检 验 [ 4-5 ] , 显 微 组 织 为 回 火 索 氏
体2级, 见图 4 , 满足标准 1~4 级的要求。依据

GB / T6394-2017 《 金属平均晶粒度测定法》 的技术
要求, 抽样检查弯臂原材料40Cr钢的原始晶粒度,

形貌如图5 , 测得晶粒度为6级, 符合 GB / T3077-
2015 《 合金结构钢》 对特级优质钢原始晶粒度大
于5级的要求。

图4 断裂弯臂基体的显微组织形貌
图6 断裂弯臂硬化层检验位置及显微组织形貌

Fi g 4 Microstructuremor p holo gy offractured
Fi g 6 Detection p ositionsandmicrostructuremor p holo gy
bendin g armmatrix

ofhardenedla y eroffracturedbendin g arm
依据 QC / T502-2009 《 汽车感应淬火零件金

a detection p ositionsofhardenedla y er b coarsemartensite
相检验》 的技术要求, 在弯臂 R 角内侧切取试样并 atta p ershank c microcrackatta p ershank

进行表面硬化层深度和马氏体等级检验 [ 6 ] , 硬化层
6 1