Page 53 - 理化检验-物理分册2022年第五期

陈 亮, 等: 4340 钢齿轮断齿原因

纹两侧均发现大量氮化白亮层, 未发现脱碳现象, 故推
测此裂纹发生在氮化处理之前。结合齿轮制造工艺流
程分析可知, 该周向裂纹是在热处理过程中形成的淬
火应力裂纹 。齿轮心部显微组织为回火索氏体, 为
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正常的调质组织, 未发现其他异常组织( 见图10 )。

图 10 齿轮心部微观形貌

StandardTestMethod f orAnal y siso fCarbonand

Low-allo y Steel b y S p ark Atomic Emission
S p ectrometr y 使用 MAXxLMM14 型斯派克火花

,
源原子发射光谱仪对试样进行化学成分分析, 结果
图 9 裂纹尾部微观形貌 如表 1 所示。可见断齿齿轮的化学成分符合 SAE
1.6 化学成分分析 J404-2000ChemicalCom p ositionso fSAEAllo y

在 断 齿 附 近 取 样 ,依 据 ASTM E415 — 17 Steels 对 4340 钢的化学成分技术要求。
表 1 断齿齿轮的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo
实测值 0.42 0.31 0.77 0.010 0.013 0.85 1.77 0.25
标准值 0.38~0.43 0.15~0.35 0.60~0.80 ≤0.030 ≤0.040 0.70~0.90 1.65~2.00 0.20~0.30
1.7 非金属夹杂物评定 别在断齿附近取样, 采用 DMI3000M 型徕卡光学显

依据 ASTM E45-18aStandardTestMethods 微镜分析评定非金属夹杂物, 结果如表 2 和图 11

f orDeterminin gtheInclusionContento fSteel , 分 所示。

表 2 非金属夹杂物评定结果 级
A 类 B 类 C 类 D 类
项目 测试位置
细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系
实测值 断齿附近 0.5 - - - - - 1.5 -

1.8 平均晶粒度评定 f orBrinellHardnesso f Metallic Materials , 使 用

依据 ASTM E112-13StandardTestMethods DIA TESTER2RC 型布洛维硬度计对齿轮心部进

f orDeterminin gAvera g eGrainSize , 在断齿附近 行硬度测试, 心部测试结果为 301 , 302 , 305 HBW ,

取样, 采用 DMI3000M 型徕卡光学显微镜分析评定 均低于客户提供的硬度技术要求( 320~360HB )。

晶粒度, 结果显示平均奥氏体晶粒度为 9.5 级( 见图 依据 ASTM E18-20StandardTestMethods

12 )。 f orRockwell Hardnesso f Metallic Materials , 采

1.9 硬度测试 用 FR-3e型数显洛式硬度计进行节圆表面硬度试

依 据 ASTM E10-18Standard Test Method 验, 节圆表面测试结果为 84.8 , 84.9 , 85.3 HR , 均符
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