40Cr鋼螺桿，規(guī)格為M36，高頻感應(yīng)線圈淬火+回火處理后檢查，發(fā)現(xiàn)螺桿表面有縱向裂紋，局部有螺紋脫落現(xiàn)象。

16.4.1  試驗(yàn)過程與結(jié)果  

對裂紋件宏觀檢查，裂紋沿螺桿縱向貫通螺桿，裂紋指向螺桿中心部位，縱向裂紋上螺紋有脫落，嚴(yán)重處有熔化金屬產(chǎn)物，如圖16-16、圖16-17。

  圖16-16螺桿缺陷宏觀形貌              圖16-17螺桿橫截面缺陷形貌

截取裂紋螺桿一段進(jìn)行金相組織檢查：

在對螺桿試樣截面進(jìn)行磨拋侵蝕的過程中，發(fā)現(xiàn)螺桿試樣截面接受侵蝕的能力不一樣。試樣截面的宏觀形貌上，外圈與內(nèi)圈處有明顯的界線，出現(xiàn)不同的腐蝕顏色，見圖16-18。

圖16-18　截面侵蝕后宏觀形貌  

對螺桿試樣截面進(jìn)行金相制樣，顯微鏡觀察：

試樣截面外圈處的組織為回火索氏體＋鐵素體，見圖16-19；

試樣截面外圈向內(nèi)至中心處的大部分組織為回火索氏體＋大塊狀鐵素體，見圖16-20

圖16-19  外圈處組織  500×                圖16-20中心處組織500×

裂紋處組織檢查，裂紋沿軸線方向分布，裂紋較粗大，內(nèi)部有脫落晶粒，沿晶粒開裂有分支，屬過燒引起的晶界破壞，其組織形貌見圖16-21、圖16-22。

圖16-21  裂紋形貌  100×             圖16-22   裂紋放大形貌   500×

對螺桿進(jìn)行直讀光譜化學(xué)成分分析，結(jié)果符合《GB/T 3077-1999》標(biāo)準(zhǔn)材料為40Cr鋼要求。

16.4.2  分析與討論

螺桿不存在混料問題。裂紋件橫截面組織有不同，外圈組織為保持回火索氏體，外圈內(nèi)至中心的組織為回火索氏體＋大塊狀鐵素體，說明該螺桿高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理工藝不當(dāng)，螺桿淬火沒有淬透，中心大部分區(qū)域存在大塊狀鐵素體組織。

感應(yīng)加熱的特性為，外圈升溫快，內(nèi)部升溫慢（集膚效應(yīng)）。并且隨著感應(yīng)線圈電流頻率的升高，集膚效應(yīng)越明顯，在高頻下工件感應(yīng)電流透入深度只有幾個mm，造成螺桿淬火不充分，回火后產(chǎn)生幾種回火組織。

螺桿表面裂紋處局部有熔化金屬產(chǎn)物，造成局部螺紋有脫落，說明該螺桿高頻感應(yīng)線圈淬火時，表面溫度過高。

從螺桿裂紋缺陷的兩側(cè)被燒熔及金屬熔化，裂紋口金屬脫落，說明在高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理之前裂紋就已存在，螺桿已存在的裂紋，在高頻感應(yīng)線圈淬火過程中因溫度急劇上升，產(chǎn)生過燒及金屬熔化，裂紋口熔化金屬脫落。

另外，螺桿高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理，不會造成縱向裂紋；螺桿表面的沿軸線方向分布，無分支的裂紋，往往來源于原材料。

該螺桿的加工工藝很簡單，如果精度要求高的，先磨螺桿胚徑，然后采用專用滾絲機(jī)滾壓螺紋；精度要求不高的，采用原材料拉拔到胚徑尺寸，直接用專用滾絲機(jī)滾壓螺紋；加工過程不可能產(chǎn)生表面縱向裂紋。

從螺桿的加工過程和裂紋缺陷的形態(tài)，說明螺桿上的裂紋為原材料裂紋。螺桿表面存在

由于螺桿表面存在裂紋，在高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理過程中，裂紋處電阻大，致使溫度急劇上升，使裂紋兩側(cè)產(chǎn)生過燒及金屬熔化，裂紋口熔化金屬脫落。

16.4.3  結(jié)論與啟示

（1）由于螺桿表面有原材料裂紋，在高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理過程中，裂紋處電阻大，致使溫度急劇上升，產(chǎn)生過燒及金屬熔化，裂紋口熔化金屬脫落。

（2）高頻感應(yīng)線圈淬火、回火處理過程中，要防止螺桿淬火不充分得到不合格的組織。

（3）螺桿投產(chǎn)前增加螺桿胚徑的表面質(zhì)量檢查。