Page 51 - 理化检验-物理分册2024年第六期
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宋 全,等:45钢环断裂原因
图 1 钢环和断口的宏观形貌
表1 45钢环的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Cu
实测值 0.47 0.25 0.64 0.026 0.008 5 0.001 0.001 0.02
标准值 0.42~0.50 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.25
图 2 钢环轴向和环向断面试样的 SEM 形貌
瓷区呈沿晶断裂形貌[见图2b);环向断口存在大量 致;钢环纵向截面存在A类夹杂物 (硫化物)。根据
]
非金属夹杂物[见图2c)]。采用能谱仪对夹杂物进 GB/T 10561—2023《钢中非金属夹杂物含量的测
行能谱分析,结果如图3所示。由图3可知,非金属 定 标准评级图显微检验法》进行非金属夹杂物评
夹杂物成分主要为S元素和Mn元素,说明该夹杂物 级,A类夹杂物评级为2级(见表2),该结果与断口
为硫化锰。 上发现的大量硫化锰夹杂一致。
1.4 金相检验 1.5 洛氏硬度测试
在断裂的钢环上截取试样,将试样打磨、抛光 采用洛氏硬度计对淬火后钢环外表面和心部进
后,采用5%(体积分数)的硝酸水溶液腐蚀试样,将 行洛氏硬度测试,结果如表3所示。由表3可知:钢
试样置于光学显微镜上观察,结果如图 4所示。由 环外表面硬度平均值为56 HRC,符合该热处理工艺
[4]
图4可知:腐蚀后试样的显微组织呈现明显差别,外 后的硬度水平 ,心部硬度平均值为30 HRC,可知
表面为马氏体,心部为铁素体+珠光体,可知外表 零件表层硬度明显大于心部硬度,说明钢环存在心
面有深度约为5 mm的淬透层,这与断口宏观形貌一 部未淬透现象,与显微组织一致。
图 3 非金属夹杂物能谱分析结果
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