利用磁粉探傷對(duì)42CrMo鋼曲軸鍛件的連桿頸部位進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)明顯的類似發(fā)紋的磁痕顯示。通過OM、SEM形貌觀察和EDS成分分析發(fā)現(xiàn),連桿頸表層部位基體的顯微組織不均勻,出現(xiàn)明顯的成分偏析帶,寬度約20～50μm,C、Mn、S、Al、Cr元素含量相對(duì)基體較高,并含有少量的MnS夾雜。42CrMo鋼棒狀原料的中心偏析在模鍛時(shí)沿著金屬流動(dòng)方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),偏析流線"遺傳"至終態(tài)連桿頸表層而造成顯微組織和化學(xué)成分的不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致磁導(dǎo)率的差異而出現(xiàn)磁痕顯示。鍛后的調(diào)質(zhì)處理和表面感應(yīng)淬火在一定程度上可以改善但不能消除這種宏觀成分偏析。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(04)北大核心CSCD

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42CrMo鋼曲軸實(shí)物圖和連桿頸試樣磁粉檢測(cè)顯象過程

圖1 42CrMo鋼曲軸實(shí)物圖和連桿頸試樣磁粉檢測(cè)顯象過程為了進(jìn)一步確定流線型偏析區(qū)的形貌特征，采用SEM進(jìn)行觀察，如圖3所示。從圖3(a)可以看出，在表層的感應(yīng)淬火區(qū)，偏析帶較基體顏色深，長(zhǎng)度不盡相同，寬度約20～50μm，但基本沿著曲軸徑向(或成一定角度)分布。從放大的形貌來(lái)看，如圖3(b)所示，偏析區(qū)和基體的顯微組織形貌相近，整個(gè)區(qū)域并無(wú)明顯裂紋產(chǎn)生，也沒有大尺寸的第二相夾雜，這與表面感應(yīng)淬火處理有關(guān)。因此，可以斷定，此區(qū)域雖然出現(xiàn)磁痕顯示，但并無(wú)明顯的缺陷產(chǎn)生，所以斷定為非相關(guān)顯示。在次表層的感應(yīng)淬火熱影響區(qū)，偏析帶顏色較淺，有“消融”的傾向，但偏析區(qū)發(fā)現(xiàn)有個(gè)別尺寸較小的第二相，如圖3(c)所示。另外，由于受到感應(yīng)淬火快速升溫和降溫的影響，此區(qū)域的晶粒發(fā)生再結(jié)晶，尺寸大大細(xì)化。與之不同，心部基體的顯微組織仍然以回火馬氏體組織為主，可以看到清晰的板條形貌，如圖3(d)所示。心部基體的偏析區(qū)因無(wú)強(qiáng)烈塑性變形而呈現(xiàn)近橢圓狀，但其仍然是帶狀偏析，其長(zhǎng)度方向平行于軸向，即垂直于觀察面(如圖2所示)。

用EDS對(duì)表層感應(yīng)淬火區(qū)的基體和偏析區(qū)進(jìn)行點(diǎn)掃描成分分析，分別標(biāo)記為點(diǎn)1和點(diǎn)2，如圖3(b)所示，同時(shí)對(duì)次表層區(qū)域中流線型成分偏析區(qū)和心層基體中橢圓形偏析區(qū)進(jìn)行線掃描成分分析，分別標(biāo)記為線1和線2，所得結(jié)果如圖4所示，其中點(diǎn)掃描的基體和偏析區(qū)成分列于表2�？梢钥闯�，相對(duì)于基體，偏析帶的EDS圖譜中出現(xiàn)明顯的Al、Mn和S元素的峰，可見其含量高于基體，同時(shí)C和O的含量也較高，如圖4(a)和(b)及表2所示�？梢酝茰y(cè)，偏析帶中含有更多的雜質(zhì)元素，也可能導(dǎo)致Mn S、Al2O3等夾雜的形成。但這種第二相夾雜在表層的感應(yīng)淬火區(qū)非常少。這可能是因?yàn)�，感�?yīng)淬火對(duì)表層基體組織進(jìn)行了重新的高溫加熱，第二相夾雜重新溶解到基體中。因此，可預(yù)知表面感應(yīng)淬火有利于提高表面的耐磨性和抗裂紋萌生及擴(kuò)展的能力。然而，在次表層(感應(yīng)淬火熱影響區(qū))的偏析區(qū)，會(huì)出現(xiàn)一些第二相夾雜，線掃描顯示含有較高的Cr、S、Mn以及少量的Al和C元素，如圖4(c)所示。但這不是典型的碳化物成分，也非純粹的MnS夾雜，更像是含Cr的碳化物在調(diào)質(zhì)熱處理過程中在原MnS夾雜附近形核、長(zhǎng)大所致。雖然次表層的偏析區(qū)因感應(yīng)淬火的熱影響而尺寸大大減少，元素偏聚程度也大大降低，但心部基體偏析區(qū)因不受表面感應(yīng)淬火的影響，仍含有大量的C、Cr、Al和Mn元素，如圖4(d)所示，這也代表了整個(gè)42CrMo鋼在調(diào)質(zhì)后的成分偏析程度。圖4 42CrMo鋼曲軸連桿頸磁痕顯示部位基體和流線型偏析區(qū)的EDS分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3095483