Page 63 - 理化检验-物理分册2023年第十二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202312012

65Mn 钢锥形垫圈断裂原因

许永春 , 程全士 , 沈 鹏 , 窦建伟 , 杨保建 , 时 杭 , 黄 帅 , 王 冉 2

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( 1. 航天精工股份有限公司, 天津 300304 ;

2. 河南航天精工制造有限公司, 信阳 464000 )
摘 要: 某规格为 M16的螺母及锥形垫圈组合件在现场装配过程中断裂, 采用宏观观察、 化学
成分分析、 扫描电镜分析、 金相检验、 硬度测试等方法分析了垫圈断裂的原因。结果表明: 由于锥形

垫圈在热处理过程中的回火温度小于350℃ , 属于第一类回火脆性温度区( 200~350℃ ), 导致垫

圈产生了回火脆性; 垫圈表面存在的微裂纹沿晶界扩展, 经380℃保温2h 、 油冷、 回火后, 垫圈脆

性消除。

关键词: 65Mn钢; 锥形垫圈; 沿晶开裂; 回火脆性; 热处理

中图分类号: TG156.5 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 12-0047-04

Crackin g causeof65Mnsteelta p ered g asket

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,
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XUYon g chun , CHENGQ uanshi , SHENPen g DOUJianwei , YANGBao j ian ,

2
2
SHIHan g HUANGShuai , WANGRan 2
,

( 1.Aeros p acePrecisionManufacturin gCo. , Ltd. , Tian j in300304 , China ;

2.HenanAeros p acePrecisionMachinin gCo. , Ltd. , Xin y an g 464000 , China )

Abstract : Crackin gfailureoccurredinanutandconicalwasherassembl yof M16inthefieldassembl y

p rocess.Thecausesofwashercrackin gwereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p osition

anal y sis , scannin g electronmicrosco p eanal y sis , metallo g ra p hicexaminationandhardnesstest.Theresultsshow

thatthetem p erin g tem p eratureoftheconicalwasherwaslessthan350℃durin g theheattreatment p rocess , which

wasthefirstt yp eoftem p erin g brittlenesstem p eraturezone ( 200~350℃ ), resultin g inthetem p erin g brittlenessof

thewasher.Themicro-cracksonthesurfaceofthe g asket p ro p a g atedalon g the g rainboundar y , andthebrittleness

ofthe g asketwaseliminatedafterholdin g at380℃for2h , oilcoolin g andtem p erin g .

Ke y words : 65Mnsteel ; conicalwasher ; inter g ranularcrackin g ; tem p erbrittleness ; heattreatment
65Mn钢是一种使用广泛的弹簧钢, 该钢的碳含 宏观观察、 化学成分分析、 扫描电镜( SEM ) 分析、 金
量高, 具有强度高、 淬透性好、 硬度高、 脱碳倾向小、 切 相检验、 硬度测试等方法分析了垫圈断裂的原因, 以
削加工性能好及价格低廉等优点, 但也有过热敏感 避免该类问题再次发生。
性、 易产生淬火裂纹、 回火脆性等缺点 [ 1-3 ] 。 65Mn钢 1 理化检验
在紧固件行业用途较广, 主要用于生产各类弹性垫
1.1 宏观观察
[ 4 ]
圈、 弹性圆柱销以及一些挡圈等弹性元件 。
从多件断裂的锥形垫圈中随机选取1件垫圈,
某规格为 M16的螺母与锥形垫圈组合产品中
该垫圈宏观形貌如图1所示。
的螺母材料为 40CrNiMoA 钢, 锥形垫 圈 材 料 为
垫圈与螺母为组合件, 断裂部位在垫圈支撑面
65Mn钢, 螺母和垫圈表面均经过达克罗处理, 在装 上。垫圈表面至少6处存在明显裂纹, 断裂垫圈部
配过程中, 多件锥形垫圈出现断裂现象。笔者采用
分脱落; 六方扳拧处存在表面达克罗涂层损伤和脱
落; 随机选取2个断口观察, 其断面均呈银灰色, 未
收稿日期: 2023-01-16
见腐蚀现象, 断面存在较多的闪光小刻面, 未见明显
作者简介: 许永春( 1982- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事航
宏观塑性变形痕迹。
空航天紧固件工艺研究及失效分析工作, xu y c1120@163.com
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