螺杆腐蚀形貌检测

40Cr钢螺杆，规格为M36，高频感应线圈淬火+回火处理后检查，发现螺杆表面有纵向裂纹，局部有螺纹脱落现象。

16.4.1  试验过程与结果  

对裂纹件宏观检查，裂纹沿螺杆纵向贯通螺杆，裂纹指向螺杆中心部位，纵向裂纹上螺纹有脱落，严重处有熔化金属产物，如图16-16、图16-17。

  图16-16螺杆缺陷宏观形貌              图16-17螺杆横截面缺陷形貌

截取裂纹螺杆一段进行金相组织检查：

在对螺杆试样截面进行磨抛侵蚀的过程中，发现螺杆试样截面接受侵蚀的能力不一样。试样截面的宏观形貌上，外圈与内圈处有明显的界线，出现不同的腐蚀颜色，见图16-18。

图16-18　截面侵蚀后宏观形貌  

对螺杆试样截面进行金相制样，显微镜观察：

试样截面外圈处的组织为回火索氏体＋铁素体，见图16-19；

试样截面外圈向内至中心处的大部分组织为回火索氏体＋大块状铁素体，见图16-20

图16-19  外圈处组织  500×                图16-20中心处组织500×

裂纹处组织检查，裂纹沿轴线方向分布，裂纹较粗大，内部有脱落晶粒，沿晶粒开裂有分支，属过烧引起的晶界破坏，其组织形貌见图16-21、图16-22。

图16-21  裂纹形貌  100×             图16-22   裂纹放大形貌   500×

对螺杆进行直读光谱化学成分分析，结果符合《GB/T 3077-1999》标准材料为40Cr钢要求。

16.4.2  分析与讨论

螺杆不存在混料问题。裂纹件横截面组织有不同，外圈组织为保持回火索氏体，外圈内至中心的组织为回火索氏体＋大块状铁素体，说明该螺杆高频感应线圈淬火、回火处理工艺不当，螺杆淬火没有淬透，中心大部分区域存在大块状铁素体组织。

感应加热的特性为，外圈升温快，内部升温慢（集肤效应）。并且随着感应线圈电流频率的升高，集肤效应越明显，在高频下工件感应电流透入深度只有几个mm，造成螺杆淬火不充分，回火后产生几种回火组织。

螺杆表面裂纹处局部有熔化金属产物，造成局部螺纹有脱落，说明该螺杆高频感应线圈淬火时，表面温度过高。

从螺杆裂纹缺陷的两侧被烧熔及金属熔化，裂纹口金属脱落，说明在高频感应线圈淬火、回火处理之前裂纹就已存在，螺杆已存在的裂纹，在高频感应线圈淬火过程中因温度急剧上升，产生过烧及金属熔化，裂纹口熔化金属脱落。

另外，螺杆高频感应线圈淬火、回火处理，不会造成纵向裂纹；螺杆表面的沿轴线方向分布，无分支的裂纹，往往来源于原材料。

该螺杆的加工工艺很简单，如果精度要求高的，先磨螺杆胚径，然后采用专用滚丝机滚压螺纹；精度要求不高的，采用原材料拉拔到胚径尺寸，直接用专用滚丝机滚压螺纹；加工过程不可能产生表面纵向裂纹。

从螺杆的加工过程和裂纹缺陷的形态，说明螺杆上的裂纹为原材料裂纹。螺杆表面存在

由于螺杆表面存在裂纹，在高频感应线圈淬火、回火处理过程中，裂纹处电阻大，致使温度急剧上升，使裂纹两侧产生过烧及金属熔化，裂纹口熔化金属脱落。

16.4.3  结论与启示

（1）由于螺杆表面有原材料裂纹，在高频感应线圈淬火、回火处理过程中，裂纹处电阻大，致使温度急剧上升，产生过烧及金属熔化，裂纹口熔化金属脱落。

（2）高频感应线圈淬火、回火处理过程中，要防止螺杆淬火不充分得到不合格的组织。

（3）螺杆投产前增加螺杆胚径的表面质量检查。