60CrMnMo锻件开裂原因分析

赵丽明

(山东泰山钢铁集团有限公司新材料研究所，山东271100)

60CrMnMo锻件开裂原因分析

赵丽明

(山东泰山钢铁集团有限公司新材料研究所，山东271100)

某锻压厂生产的60CrMnMo卷板机辊子发生开裂。采用化学成分分析、硬度检测和金相检验等方法对断裂的试样进行分析。结果表明，该卷板机辊子掉圈开裂是由淬火裂纹引起的。

卷板机；辊子；开裂；淬火

受某锻压厂委托，对其送检的60CrMnMo卷板机辊子开裂试样进行分析，旨在找出锻件开裂原因，并提出相应改进措施。

1 试验方法

对所送检的开裂试样进行图像采集，宏观分析。截取化学成分试样并利用光谱仪对其进行化学成分检测。截取金相试样，磨制、抛光并利用GX51金相显微镜对其进行金相检测；截取硬度试样，在试样表面划3条线，在分开的3个区域内分别进行硬度检测，每个硬度点间距约6 mm。

2 试验结果

2.1 宏观检测

送检卷板机辊子开裂掉圈长度大于圆周长度的2/3，掉圈最大深度大于30 mm，用放大镜仔细观察开裂断口发现其断裂纤维大部分都是从外表面向内表面发散的，也有的从掉圈内部发散。这说明开裂与材料本身没有关系，断裂源在材料表面，宏观检测图片见图1。

图1 宏观检测图片Figure 1 The drawing of macroscopic test

2.2 化学成分检测

送检试样按照JB/T6401—1992标准进行化学成分检测，结果见表1。

由表1化学成分检测结果可知，送检卷板机辊子掉块试样化学成分符合JB/T6401—1992标准中60CrMnMo材质化学成分要求。

表1 化学成分检测结果(质量分数，%)Table 1 Chemical composition test results (mass fraction,%)

表2 硬度检测结果Table 2 The results of hardness test

2.3 金相分析

金相分析发现，开裂部位附近存在明显的沿晶裂纹，裂纹内存在严重的氧化现象。腐蚀后观察发现，中间层组织与里边组织一样，为低温回火马氏体+下贝氏体，接近表面的组织稍有差别，晶界上有明显的先析出网状碳化物，回火下贝氏体数量较多，金相检测图片见图2。

2.4 硬度检测

试样硬度检测点位置见图3，检测结果见表2。

图2 金相检测图片Figure 2 The drawings of metallographic examination

图3 试样硬度检测点Figure 3 Points of hardness test

由表2硬度检测结果可知，整个试样表面9个点的硬度值基本一样，但表层硬度相对较低。

3 讨论

金相检测发现裂纹内有严重的氧化现象，显然这种氧化特征是回火产生的，说明该裂纹是淬火裂纹。裂纹有明显的沿晶特征，产生沿晶裂纹的原因有两种，一种为在等强度温度以上形成，另一种为晶界存在脆性相形成。该样品表面层晶界存在网状碳化物，这可能是吊空冷时间长，温度低，导致晶界析出碳化物。该样品的淬硬层很深，深度大于30 mm，都是均匀的淬火组织，在高温奥氏体淬火形成马氏体转变过程中，材料体积收缩，变化剧烈。综上所述，该卷板机辊子开裂是生产过程中吊空冷时间长，晶界析出脆性碳化物，冷却速度快，体积变化快，淬火应力太大而造成了淬火裂纹。

4 结论

4.1 该卷板机辊子掉圈开裂是由淬火裂纹引起的。

4.2 吊空冷时间长，晶界析出碳化物，冷却速度快，体积变化快而形成淬火裂纹。如果缩短吊空冷时间或采用整体表面淬火技术，效果可能会好一些。

编辑 李韦萤

Analysis on the Cracking of 60CrMnMo Forging

ZhaoLiming

The roll of 60CrMnMo rolling machine made by forging factory is cracked. The fractured specimen is analyzed by chemical composition analysis, hardness test and metallographic examination. The results show that the cracking of bending machine roll which is out of ring is caused by the quenching crack.

bending machine; roll; cracking; quenching

2013—09—04

TG316

B