渗碳淬火后发现裂纹

枫零

事件说明：驱动轴，材料20CrNiMoH，渗碳淬火处理，淬火温度860℃，出光A油（快油）淬火，油温70℃，搅拌高速。热后各常规检验项目无异常。过了两天突然有检验员反应发现有产品裂了。众人（包括我自己）看到裂纹的第一反应：淬火裂纹。此轴之前加工过几万根了，工艺没有大的变动，之前一直没出现问题，怎么突然就裂了呢。抱着忐忑的心情查找原因，心想，一定要找到理由，至少要能排除工艺以及操作造成此裂纹的可能性，坚决不背锅。切开裂零件分析，磨完试样，检查夹杂物，看到夹杂物我就笑了（零件中心附近存在大量夹杂物聚集，呈带状分布，肉眼可见4mm左右）。心想：锅甩了。遂满意离开检验室。

纵向贯穿裂纹

零件外型及裂纹形态（纵向贯穿裂纹）

两端顶针孔裂至表面

裂纹从两端中心孔裂至表面

零件中心部位，裂纹尾端附近夹杂物。100X-1

零件中心、裂纹附近夹杂物（100X-1）

零件中心部位，裂纹尾端附近夹杂物。100X-2

零件中心、裂纹附近夹杂物（100X-2）


补充：9楼有断口照片，各位前辈看看能不能看出什么端倪？本身对裂纹分析也不在行，我发这个贴的本身还是抛砖引玉，以求助为目的，希望有前辈能够讲解一二。哪位前辈还需要更详细的资料的，我再补充。目前一炉1100根已挑出二十来根断轴，还在分选当中。零件是棒料切断加工的，考虑某一根棒料出了问题。

17.1.13补充信息：之前说夹杂物导致裂纹产生，近期复检取另外两根有裂纹的轴分析时未发现明显超标的夹杂物，但是又发现非常重大的问题，那就是材料化学成分异常。（至于为什么复检时才发现材料化学成分极其异常，就不多说了）具体为：20CrNiMo材料，φ28的棒料，中心区域碳含量达到0.7%左右，硫含量也偏高，而外圈碳含量却是正常的。请问各位专家，造成化学成分异常原因是什么？是否是水冒口的原因？裂纹的产生和夹杂物关系比较大还是和此化学成分异常关系比较大？

随风飘飘

理论上：这种纵向裂纹属于热处理造成的！楼主

落水残阳

裂纹从中心孔裂至表面，这句话目前没看到根据。夹杂物是否愿意背这个锅？

cnszgong

这是空心轴还是实心轴？

腊月寒沫

拿不出实际数据一直是热处理的背锅原因
楼主能否继续再分析下去，好让大家都学习下

枫零

随风飘飘 发表于 2016-12-10 11:43
理论上：这种纵向裂纹属于热处理造成的！楼主

我赞同是热处理造成裂纹的，因为不热处理就不会有裂纹，也不会发现材料有问题

枫零

cnszgong 发表于 2016-12-10 12:35
这是空心轴还是实心轴？

这是实心的轴

枫零

落水残阳 发表于 2016-12-10 12:32
裂纹从中心孔裂至表面，这句话目前没看到根据。夹杂物是否愿意背这个锅？ ...

对裂纹分析不在行，您认为还需要哪些资料才能让夹杂物背这口锅，我看看能不能搞到。至于从中心裂至表面，主要是在分选当中发现有部分轴一端中心孔开裂，但还未至表面，故推断是从中心裂至表面的

枫零

      
端口照片。中心（中心孔连线）比较齐整的部位是实际断裂就是如此，非人为造成，各位前辈看能不能看出什么端倪。（中心有一段台阶的部位可能是暴力破开断面造成的，原来可能此部分可能未断？）

cnszgong

枫零 发表于 2016-12-10 14:12
这是实心的轴

实心的轴，可以考虑材料中心偏析。如果是空心的、那就没有中心偏析的可能了。

落水残阳

枫零 发表于 2016-12-10 14:20
对裂纹分析不在行，您认为还需要哪些资料才能让夹杂物背这口锅，我看看能不能搞到 ...

比较两端裂纹宽度，找相对宽的一端，平行于端面距离5mm横截，变成一个扁圆柱形。从端面观察，在距离裂纹末端1mm左右平行轴线、垂直裂纹緃截，得到一个含裂纹的D型样，用钳子打开断口。观察断口走向，是从里往外裂的还是从外往里裂的。
如果裂纹是从里往外裂的，那么夹杂物背这个锅。
如果裂纹是从外往里裂的，问题变成了零件中心（棒材中心）有夹杂物堆积是否会造成淬火时从外向里开裂。从外向里裂，意思是刚开始裂的时候离夹杂物还很远。夹杂物在中心，纵向裂纹裂到最后总会到中心的。夹杂物未必愿意背这个锅

落水残阳

枫零 发表于 2016-12-10 14:20
对裂纹分析不在行，您认为还需要哪些资料才能让夹杂物背这口锅，我看看能不能搞到 ...

比较两端裂纹宽度，找相对宽的一端，平行于端面距离5mm横截，变成一个扁圆柱形。从端面观察，在距离裂纹末端1mm左右平行轴线、垂直裂纹緃截，得到一个含裂纹的D型样，用钳子打开断口。观察断口走向，是从里往外裂的还是从外往里裂的。
如果裂纹是从里往外裂的，那么夹杂物背这个锅。
如果裂纹是从外往里裂的，问题变成了零件中心（棒材中心）有夹杂物堆积是否会造成淬火时从外向里开裂。从外向里裂，意思是刚开始裂的时候离夹杂物还很远。夹杂物在中心，纵向裂纹裂到最后总会到中心的。夹杂物未必愿意背这个锅

枫零

落水残阳 发表于 2016-12-10 14:41
比较两端裂纹宽度，找相对宽的一端，平行于端面距离5mm横截，变成一个扁圆柱形。从端面观察，在距离裂纹 ...

9楼有断口照片，您看一下能不能看出什么。整个断口比较平整，只是靠近中心部位有一个轴向台阶。（断口取样方法为从中心沿轴向线切割切开，然后掰开的，搞了半天才搞开，内部可能有连着未断的地方）

随风飘飘

建议：取样检验横截面硬度，金相！

落水残阳

枫零 发表于 2016-12-10 14:51
9楼有断口照片，您看一下能不能看出什么。整个断口比较平整，只是靠近中心部位有一个轴向台阶。（断口取 ...

刚才忘记考虑两个端孔了
端孔也是渗碳的？在靠近两个端口的地方仔细拍一下
目前感觉裂纹源自于大端孔部位

Adam

渗碳产品开裂的极少
从2007年到现在没有遇到渗碳淬火开裂的

夹杂物这样了，你可以推掉责任了

sheyingyong

一般情况渗碳不会开裂

LINFHAO

是材料问题，热处理是诱因。

夏日凉风

如果是外来锻坯你们负责加工和热处理，那锻坯到热处理工序前，经过了什么样的检查？检查结果如何？如果按各检查项目均合格，那虽有夹杂物，也不好说是原材料的问题。
1、原材料检查合格的，质量体系要求每个工序都合格才执行后续的处理；
2、所有材料裂纹，通过金相都可以发现有夹杂物，裂纹一般也是在夹杂物处产生，因为这个位置相对薄弱；
3、这个夹杂物一定能造成淬火裂纹吗？

枫零

夏日凉风 发表于 2016-12-14 16:15
如果是外来锻坯你们负责加工和热处理，那锻坯到热处理工序前，经过了什么样的检查？检查结果如何？如果按各 ...

1.我们分属同一个公司的两个厂，我们是一厂，此产品是二厂的。对于此产品，我们只负责热处理。二厂对于原材料应该是以供应商报告为准，未经过相应检查。后续领导要求棒料检查夹杂物等相关项目，但全检不现实，检测估计也是抽检，我认为效果不明显，100根棒料（φ28）当中有1根2根有问题基本也抽不到；
2. “所有材料裂纹，通过金相都可以发现有夹杂物”其实可以简写成“所有材料（不管是合格还是不合格的材料），都可以发现夹杂物”，但有如此严重夹杂物的材料绝对是不合格的材料，出问题了首先找此夹杂物的毛病，这就是传说中的黄泥巴掉进裤裆里；
3.这个夹杂物不一定能造成淬火裂纹，但常规工艺产生淬火裂纹此夹杂物必定是重要的诱因。另外，就算淬火时不产生裂纹，在后续使用中基本还是属于早期失效的命，所以淬火发现裂纹未必是坏事。

夏日凉风

枫零 发表于 2016-12-14 16:46
1.我们分属同一个公司的两个厂，我们是一厂，此产品是二厂的。对于此产品，我们只负责热处理。二厂对于原 ...

批量产品，采取抽检的方式检查，出现这个情况，我认为原材料没理由去争辩。

枫零

夏日凉风 发表于 2016-12-14 17:11
批量产品，采取抽检的方式检查，出现这个情况，我认为原材料没理由去争辩。 ...

原来是不检，现在质量部领导要求棒料头、尾、中部取样检测，没说全检，也没说抽检。但我认为全检不现实，抽检的多

夏日凉风

枫零 发表于 2016-12-14 17:40
原来是不检，现在质量部领导要求棒料头、尾、中部取样检测，没说全检，也没说抽检。但我认为全检不现实， ...

那就是看规定了，即使全检不现实，只要规定全检，那就是质量部漏检了，再拉个垫背的

枫零

17.1.13补充信息：之前说夹杂物导致裂纹产生，近期复检取另外两根有裂纹的轴分析时未发现明显超标的夹杂物，但是又发现非常重大的问题，那就是材料化学成分异常。（至于为什么复检时才发现材料化学成分极其异常，就不多说了）具体为：20CrNiMo材料，φ28的棒料，中心区域碳含量达到0.7%左右，硫含量也偏高，而外圈碳含量却是正常的。请问各位专家，造成化学成分异常原因是什么？是否是水冒口的原因？裂纹的产生和夹杂物关系比较大还是和此化学成分异常关系比较大？

所以因为

这么严重的夹杂物还认为是自己热处理的问题，做热处理的思维能力这么差？怪不得被别人瞧不起，经常背黑锅。

枫零

所以因为 发表于 2017-1-13 11:59
这么严重的夹杂物还认为是自己热处理的问题，做热处理的思维能力这么差？怪不得被别人瞧不起，经常背黑锅。 ...

我从来没觉得是热处理问题，倒是材料供应商（代理商，皮包公司，非钢厂）这么说过，人家说“热前发现的算我们的，你们热处理过了，材料的组织性能发生改变了，不一定是我材料原因”，然后解释半天夹杂物是天生的，跟热处理没有关系，刚好又发现化学成分有异常（如24楼所描述），供应商带了2根有裂纹的轴灰溜溜的走了，说找第三方再看看了，还是不太愿意承认是材料原因。

所以因为

枫零 发表于 2017-1-13 13:07
我从来没觉得是热处理问题，倒是材料供应商（代理商，皮包公司，非钢厂）这么说过，人家说“热前发现的算 ...

这种材料供应商多的是，还有的说，热处理工艺是不是有问题？我反问他，有什么问题？他却说不知道，自然给我奚落一顿。

davidli

我的经验是在检查裂纹零件的夹杂物时，首先先把抛光布清洗干净；其次多做两边看情况是否能再现。因为裂纹部分会存留很多的赃物，尤其是在抛光布不干净的情况下。从楼主发的夹杂物的照片看，我觉得是被污染了。