长筒形件，内孔纵向裂纹，如何分析？

浩然天地

如题，42CrMo锻件，裂纹在内孔可见，外圆未发现，长度约工件总长的一半，如何安排取样分析？请大家支招。

浩然天地

aaron01

先看断口是必须的。

所以因为

什么冷却介质？

浩然天地

没有断口。因为件没有裂开，只是在内孔发现了肉眼可见的纵向裂纹。
前后有接近30件成品，有裂纹的5件，现在选取其中裂纹最长的一件，准备取样。
件是外协的，具体过程不详。

随风飘飘

浩然天地 发表于 2015-3-5 14:19
没有断口。因为件没有裂开，只是在内孔发现了肉眼可见的纵向裂纹。
前后有接近30件成品，有裂纹的5件，现在 ...

横向取样！锻造裂纹吗？

浩然天地

浩然天地

随风飘飘 发表于 2015-3-5 15:44
横向取样！锻造裂纹吗？

形态如此，您是什么意见？

随风飘飘

浩然天地 发表于 2015-3-5 15:48
形态如此，您是什么意见？

这个产品现在是哪个热处理状态？

情迷淡酒

同意锻造裂纹的观点，学习你们的分析方法。先排队.

浩然天地

随风飘飘 发表于 2015-3-5 15:51
这个产品现在是哪个热处理状态？

锻件成品，淬火回火状态。。

随风飘飘

浩然天地 发表于 2015-3-5 15:55
锻件成品，淬火回火状态。。

锻造后有没有正火处理？

qibao9891

加工了就不大好了，很可能缺陷被加工掉，那样热处理就被动了。

Wangqinghua196

调质钢，长筒形件，内孔纵向多条、短小裂纹，是一种常见的热处理裂纹。
解决措施：要么改结构，要么改材料。

通过热处理工艺或者牺牲部分热处理性能（例：凑硬度）的方法改变来解决是一种不经济、不妥当的办法。

绿秋叶

我觉得这种裂纹多与原始材料有关，钢棒生产过程轧比小，不能有效打乱和均匀枝晶间的偏析造成的。解决方法淬火前增加高温退火或正火，或是选择轧比更大的钢棒进行锻造。

浩然天地

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 07:31
调质钢，长筒形件，内孔纵向多条、短小裂纹，是一种常见的热处理裂纹。
解决措施：要么改结构，要么改材料 ...

有取样做试验，性能指标不错。
现在就是想看看为什么会发生开裂。
不知道您对下一步取样分析有什么好的建议。比如，取样位置、方向、分析内容等。

伯龙马

浩然天地 发表于 2015-3-5 11:30

请给出各部尺寸，这种内孔裂纹，如果不是内部有缺陷，则与内孔直径和深度有很大关系。

Wangqinghua196

伯龙马 发表于 2015-3-6 13:50
请给出各部尺寸，这种内孔裂纹，如果不是内部有缺陷，则与内孔直径和深度有很大关系。 ...

马老师：新年好！
      似在（记忆）您的《热处理质量控制应用技术》一书中有这个图片（手绘），因搬家，很乱，刚刚没有找到此书（今天上午在外开会，没有上班，所以，现在在家里）。
所以，没有办法引用。

汪庆华

浩然天地

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 14:46
马老师：新年好！
      似在（记忆）您的《热处理质量控制应用技术》一书中有这个图片（手绘），因搬家 ...

目前是这样考虑的，将工件去两头，然后将剩余部分剖开，再利用着色或者磁粉确定裂纹长度和开口度。
这样初步确定裂纹源与扩展方向。
从裂纹源处取一个试样，观察此处显微组织；裂纹中间部位去一个试样，取下，如果可以顺利打开的话，观察开裂面及裂纹深度；另从无裂纹处取化学成分、显微组织试样。
您看可以吗？

浩然天地

伯龙马 发表于 2015-3-6 13:50
请给出各部尺寸，这种内孔裂纹，如果不是内部有缺陷，则与内孔直径和深度有很大关系。 ...

壁厚约40mm。

wanggong

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 14:46
马老师：新年好！
      似在（记忆）您的《热处理质量控制应用技术》一书中有这个图片（手绘），因搬家 ...

全书文档太大，上传不了。结构方面是这个内容吗？

wanggong

浩然天地 发表于 2015-3-6 15:00
壁厚约40mm。

马老师说可能与内孔与深度有关，你却只说壁厚。
这样吧，下面三条红线各是多少？说不定马老师可以帮到你。
横线：长度或深度？
短纵线：（内孔）？
长纵线：（外径）？

浩然天地

wanggong 发表于 2015-3-6 15:53
马老师说可能与内孔与深度有关，你却只说壁厚。
这样吧，下面三条红线各是多少？说不定马老师可以帮到你 ...

不好意思，没领会好。
筒件外径273mm，内径198mm，长度800左右。

Wangqinghua196

找到了，但是，是马老师的哪本书，还是没有搞清楚。

浩然天地

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 16:39
找到了，但是，是马老师的哪本书，还是没有搞清楚。

如何避免呢，汪工？

伯龙马

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 14:46
马老师：新年好！
      似在（记忆）您的《热处理质量控制应用技术》一书中有这个图片（手绘），因搬家 ...

汪工：您好，新春快乐，祝贺乔迁之喜！
      一直在关注您关于该问题的发言，很欣赏。
     《热处理质量控制应用技术》中第132页图4-33所示为深孔零件残余应力的分布和裂纹。稍后我做个截图吧。

Wangqinghua196

伯龙马 发表于 2015-3-6 16:46
汪工：您好，新春快乐，祝贺乔迁之喜！
      一直在关注您关于该问题的发言，很欣赏。
     《热处理质 ...

我笔记也没有找到，我统计过长径比，大D小d之比等参数与调质钢的内裂关系，不过统计的数据不全。
实物照片也要费力气找，因为我收录的图片照片使用4G光盘，我目前有300张的样子，不到万不得已，我不肯找的。

wanggong

伯龙马 发表于 2015-3-6 16:46
汪工：您好，新春快乐，祝贺乔迁之喜！
      一直在关注您关于该问题的发言，很欣赏。
     《热处理质 ...

马老好！
找到了，截图如下。

wanggong

筒件外径273mm，内径198mm，长度800左右。
内径不是很小，相比外径而言。这个是比较深。差不多有1米0.8米。

伯龙马

浩然天地 发表于 2015-3-6 16:40
如何避免呢，汪工？

    汪工已经说得很清楚了，即内表面冷却速度比外表面冷却速度晓得多……。解决的办法就是强化内表面的冷却速度，增加内表面的热应力的作用，抵消其组织应力。因为任何形式和部位的淬火裂纹都是在拉压力作用下产生的，然而热应力呈现压应力状态，组织应力呈现拉压力状态。         

wanggong

浩然天地 发表于 2015-3-6 16:40
如何避免呢，汪工？

学习了马老及汪工的发言，内外冷速相差太多。
这个就只能你自已去现场改善了。
如有没有搅拌，搅拌的方向是否与零件方向一致？试想如果搅拌方向不与零件方向一致的话，加剧这种差速。外层本来就快，搅拌方向没有使介质与零件方向流动的话，外层冷却更快，内层冷却没有什么影响。

Wangqinghua196

wanggong 发表于 2015-3-6 17:16
学习了马老及汪工的发言，内外冷速相差太多。
这个就只能你自已去现场改善了。
如有没有搅拌，搅拌的方向 ...

    马老解说的是“正向思维方式”解决问题；

    还有另一种，也就是采用“逆向思维方式”来解决的，但是，前提是“以前开裂件的内孔，除了裂纹以外的其他质量指标必须是合格的”，也就是说原来内孔冷却速度是够的，那么，就可以采用适当地、合理地降低一下表面的淬火冷却速度，使得内外冷却速度差不多——“外套法”，相当于“给工件穿一件空心的外衣”。，总体来说，这种操作还是麻烦，耗能。具体如何设计还是依靠楼主自己。我仅仅提醒一下。
    更换淬火介质的办法，也不能避免开裂，因为内外冷速差没有改变。（我（们））已经试验验证过了。而且，往往会导致淬火软点或屈服强度不够，也就是42CrMo调质后的屈强比太小了。
    这个尺寸（筒件外径￠273mm（内径￠198mm），长度800mm左右）的42CrMo钢壁（δ=37.5mm）已经淬透了，内径壁还受到更大的拉应力叠加，也就是说：仅仅是淬火表面的话，即使内表面是珠光体状态（约受传热到250℃～270℃）也会被拉出裂纹来的，而且裂纹和楼主的双面淬火裂纹一模一样的（实物照片同样的道理（不知道在哪张光盘里了）不去寻找了）。
    以上是从热处理的角度来说的。最好和根本的办法是更改设计。
    有些问题想节约是解决不了的。
    这种裂纹估计很多单位都是忽略掉了，因为楼主的内孔比较大（但是长径比达到4，还算概念上的小孔），被楼主们发现了。假如尺寸是外径￠90mm（内径￠50mm），长度200mm的话（内孔长径比也达到4），淬火之后内孔有此类裂纹就很少会被发现的，有时连探伤都要在对内孔强烈荧光灯光下观察才能辨别出来，有时要在中午的强烈太阳光下才能看到，因为这类裂纹形态细、浅，很少分叉。机加工一刀下去二三十丝的话就会被车掉了。......所以，我在14楼中说是一种常见的热处理裂纹。如果不关注这类结构的内孔，就不会发现它“是一种常见的裂纹”。
我乱说了这么多，请指正。

浩然天地

Wangqinghua196 发表于 2015-3-6 21:04
马老解说的是“正向思维方式”解决问题；

    还有另一种，也就是采用“逆向思维方式”来解决的，但 ...

感谢马老、汪工和王工的精彩回复。获益匪浅！

Wangqinghua196

稍空的时候再探讨。

夏日凉风

不知道这个零件的毛坯状态有没有内孔，如果是有内孔的话，不排除锻造的问题。
之前有生产的长筒零件，比这个规格大多了，外圆800，内孔600，长度7000，由于锻造原因，内孔出现和这个形状类似的问题。

wanggong

Wangqinghua196 发表于 2015-3-7 17:40
稍空的时候再探讨。

《热处理手册》上有。不过1.不是从尺寸上入手
2.而是从淬透性上说事
最后还是组织应力为主。

Wangqinghua196

夏日凉风 发表于 2015-3-9 13:54
不知道这个零件的毛坯状态有没有内孔，如果是有内孔的话，不排除锻造的问题。
之前有生产的长筒零件，比这 ...

长度7000？

Wangqinghua196

wanggong 发表于 2015-3-9 14:15
《热处理手册》上有。不过1.不是从尺寸上入手
2.而是从淬透性上说事
最后还是组织应力为主。

长径比不同，这个图矮短。

Wangqinghua196

夏日凉风 发表于 2015-3-9 13:54
不知道这个零件的毛坯状态有没有内孔，如果是有内孔的话，不排除锻造的问题。
之前有生产的长筒零件，比这 ...

外圆800mm，内孔600mm，长度7000mm锻件是不容易的。估计没有几家能制造的了。

Adam

加工这种零件不是太难的，

伯龙马

Adam 发表于 2015-3-10 15:37
加工这种零件不是太难的，

东北重工等有水压机的企业一般才没问题。一般锻压设备不行。

小小丑

人工喷泉很多地方有，烧好了套在喷泉管上，外面浸在水池里或许不裂。

绿秋叶

小丑就是逗！这发贴也是带回声的！

小小丑

绿秋叶 发表于 2015-3-11 09:13
小丑就是逗！这发贴也是带回声的！

呵呵呵，是不会触摸屏操作引起开裂的声音。