Page 96 - 理化检验-物理分册2025年第四期

赵学谦，等：扳头断裂原因

1.2 化学成分分析 果如表1所示。由表1可知：断裂扳头的化学成分满足
在扳头上钻取碎屑，对碎屑进行化学成分分析，结 GB/T 3077—2015 《合金结构钢》对42CrMo钢的要求。
表1 断裂扳头的化学成分分析结果 %

质量分数
项目
C Si Mn S P Cr Mo
实测值 0.41 0.26 0.70 0.0081 0.016 1.10 0.15
标准值 0.38~0.45 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.030 ≤0.030 0.90~1.20 0.15~0.30
1.3 金相检验
在扳头裂纹源位置截取金相试样，将试样抛光
后置于光学显微镜下观察，结果如图3所示。由图3
可知：试样中未发现明显非金属夹杂物，根据GB/T
10561—2005 《钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评
级图显微检验方法》对非金属夹杂物进行评级，结果
为A0.5、B0.5、C0.5、D0.5级，表明材料的纯净度较高。

图 3 扳头裂纹源位置的微观形貌
将试样用4%（体积分数）硝酸乙醇溶液腐蚀，
图 5 扳头裂纹源位置的 SEM 形貌
观察其显微组织形貌，结果如图4所示。由图4可知：
扳头材料的组织为马氏体，根据GB/T 6394—2017 在二次裂纹，微观形貌符合氢脆断裂特征 [1-2] 。
《金属平均晶粒度测定方法》对材料的原始奥氏体晶 为验证扳头材料是否存在晶界弱化现象，在扳
粒度进行评级，结果为6级，试样中未发现材料冶金 头残留试样对试样上制取试样，利用万能试验机对
及热处理缺陷等异常组织形貌。 试样进行三点弯曲压断试验，将断口置于扫描电镜
下观察，结果如图6所示。由图6可知：整个断口呈
解理断裂特征，未发现沿晶断裂特征形貌，由此可以
排除扳头材料存在晶界弱化的可能。

图 4 扳头裂纹源位置的显微组织形貌

1.4 扫描电镜 （SEM）分析
在扳头裂纹源位置制取试样，利用扫描电镜对
试样进行分析，结果如图5所示。由图5可知：试样 图 6 人工断口的 SEM 形貌
整个断裂面均呈沿晶+韧窝混合断裂特征，沿晶断 1.5 硬度测试
裂晶面上存在细微撕裂棱，部分晶粒轮廓清晰，且存 在扳头上取样，对试样进行洛氏硬度测试，扳头

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