摘要：通过对捞渣机链条的断裂主要原因进行抗拉度和化学成分分析，以及对表面硬度进行金相分析的方法。结果表明:链条断裂的主要原因是焊接部位在渗碳淬火后沿晶界生了裂纹，沿晶裂降低了链条的承受能力和使用寿命，致使链条在使用了一个多月就产生断裂。
关键词:捞渣机;链条;断裂;沿晶裂
Abstract: the tensile strength and chemical composition analysis of the main reasons for the breaking of the chain of the slag removal machine were carried out, and the method of metallographic analysis of the surface hardness was carried out. The results showed that the main reason is in breaking the chain of welding parts after carburizing and quenching the cracks along the grain boundary, intergranular fracture reduces the bearing capacity and service life of the chain, the chain would produce break in use for more than a month.
Key words: slag removal machine; chain; fracture; intergranular crack
1引言
捞渣机的基本装置是由上下两层来组成的，主要包括三大装置以及溢槽和槽体，三大装置有传动装置，驱动装置和导向装置，它的安装部位是在炉膛出渣口的下面。这样安装好后，炉渣就会被过滤掉并落入捞渣机上部的水槽中，而被沉淀于槽底的就是炸开后冷却的灰渣，这些灰渣最终会被沥去水分而再经捞渣机的末端进行排运。
由于捞渣机的传输作用，那么自然就要求捞渣机上的链条在使用中要有非常好的耐磨损性和非常高的抗拉性，在链条内部是不允许有很细小的一丁点儿的裂纹存在，这样具备的高性能才适合于进行外部运输和水力输送。
在实际运用中，就看到有些工厂使用的捞渣机上的链条没有达到生产要求，经过短时间的使用就开始断裂。在对这种链条的生产上，要求它的表面必须是经过涂炭处理而且硬度要达到 800HV以上，并且要具备较高的抗拉强度至少在 400MPa以上，材质上要求为为 CrNiMo合金钢，按照这样的参数规格做出来的链条才能在使用中承受一定的耐磨功能。我们对断裂的链条进行以下的检验理化检验。
1.1化学成分分析
如果想要找到比较好的链条，那么可以对它进行一系列的化学成分分析。在保证链条使用的材质符合 GB/T17107－1997《锻件用结构钢牌号和力学性能》的要求的前提下，那么才可以保证链条的焊接性能。
1.2抗拉强度测试
在化学成分分析过后，可以再进行一下抗拉强度的测试，只有链条的抗拉强度达到400MPa以上的要求，才可以保证它的强度。
1.3表面硬度测试
我们对断裂的链条样品进行一个表面的硬度测试后，发现也同样达到了标准的设计要求。
1.4断口分析
1.4.1对链条断口进行的宏观形貌分析
我们对已经断裂的链条的端口，做一个仔细的宏观系统分析发现这个链条的断裂部位在链条的表面涂碳层上。
1.4.2对链条断口进行微形貌分析
我们在对链条断口的位置进行一个电子显微镜下的微形貌分析，把链条裂纹最起始的位置面用显微镜放大后可以看到：链条的断裂口处呈现出的形貌臭沿晶脆弱性的裂纹，这也说明了二次裂收可以出现在晶界处。
1.5金相检验
把链条垂直断面的样品截取一些来进行金相试样的检验，先把样品先经过研磨抛光后，
再浸入到硝酸乙醇溶液中经过一段时间的腐蚀后，最后把加工过的样品放到金相显微镜下来进行仔细地观察。
观察结果可以看出：链条裂纹部的材质在金相显微镜下，存在表面脱碳的的明显现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不仅如此，在某些位置还可以看到有沿晶的裂纹出现并且在沿晶裂纹处的表面也发现了脱碳的现象。
在链条焊接区域的末端位置，这个部位并没有出现脱碳的现象，把这部分的样品来进行分析，发现它的具体组织为低碳马氏体，并且在金相显微镜下可以看出它的内部显微组织和晶体都非常正常，如果根据 GB/T6394－2002《金属平均晶粒度测定方法》可以测试出它的晶粒度被评为 8级，由此我们可以推出，链条按照正常的焊接工艺来进行操作，链条部的沿晶裂纹并不是因为在焊接过程中温度过热而造成的，从而可以得出结论证明链条在设计要求中的表面硬度也完全符合标准。
用宏观形貌观察来观察被断裂的链条，可以看到断裂的最原始位置是表面的渗碳层。经过综合分析，我们也发现了链条在焊接工艺上完全符合焊接的标准，并且在设计要求上链条的抗拉强度和表面强度人也符合标准的设计规定，经检验发现链条的材质为 CrNiMo合金钢。
经过仔细的观察，可以看出链条的表面的磨损程度并不是很严重。用宏观形貌来观察链条的断口处，可以发现渗碳层部位是裂纹最开始的起源部位。在该起源部位用扫描电镜可以观察到，链条断裂的局部出现二次裂纹的现象，在电子显微镜下可以观察到断裂面的形貌为沿晶断裂。
由于链条的断裂位置是在链条的焊接区域内，但是在该区域内，在金相显微镜下观察到链条的晶粒度和链条的组织结构都属于正常的情况，那么就可以得出结论，链条沿晶部位的裂纹不是因为过热的焊接温度造成的。
链条在生产上的工艺顺序为首先进行链条的焊接，然后在链条的表面进行涂炭，再把链条放到高温度的火里边进行淬炼，最后再进行回火。如果按照这样的正规程序来把链条渗碳后，就可以保证链条的心部与表层的碳浓度梯度很大，在表层含有较高的碳量，这样就可以导致链条的马氏体转变温度在低碳区和高碳区的 Ms相差较大，基体的 Ms比表面渗碳层的 Ms高了很多。
那么链条在淬火中冷却的过程里，基体就先发生马氏体转变，那么链条的表层组织就会受到拉应力的作用，而当链条的拉应力超过了链条表层的断裂强度时就会在链条的这个部位产生裂纹，这个时候机体组织就会发生大的转变，链条内部的韧性就增长了很多，那么仅在链条渗碳层中才有裂纹。
该链条裂纹为沿晶裂纹，然后再进行回火处理中会发现链条裂纹处的表面产生脱碳现象。如果在链条中出现沿晶裂纹的现象，就会把链条的使用寿命给大大地降低。在链条被使用的时期，容易使链条上产生应力集中的沿晶裂纹，这样裂纹就会迅速地扩散，从而使链条的承载能力大大的降低，自然而然的链条最后就会断裂。
根据大量的数据资料可以分析出，如果工件先进行去应力的退火工序后再将工件进行渗碳，工件进行退火时的温度选择 550度左右，就对工件加工应力的释放比较有利；工件渗碳时温度要选择920，所以工件渗碳的时候应该采取多个保温台阶来进行分段加热来使升温速度控制在60?h－1，这样可以使由于受到热度不均匀的工件而导致使受到热压力变形的程度给减少很多；一旦工件渗碳工作结束后，淬火温度就应当选择 800，这样可以使淬火的介质温度提高到
60到 70之间，那么可以提前对油槽开启搅拌的功能，当工件入油的时侯就停止搅拌工作，等 1分钟后再开启搅拌，就可以把淬火油与工件之间的温差缩小到最低，这时再增加淬火油的流动性就可以均匀地使工件冷却下来，这对热应力和组织应力的减小非常有利，可以有效地防止淬火裂纹的产生。
2结论及建议
综上所述，我们得出如果链条焊接的过程中没有出现过热的情况，而且链条的焊接工艺正常，那么链条的裂纹就不会在焊接过程中产生；而链条上的沿晶裂纹就是在渗碳淬火的过程中产生，属于淬火裂纹。裂纹源就是链条渗碳层中的沿晶裂纹，它能够使链条的使用寿命大幅度降低，所以它就是引起链条在早期失效的主要原因；适当的选择工件的渗碳淬火工艺，可以有效地防止淬火裂纹产生。
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论文作者:梁世超
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：链条论文; 裂纹论文; 渗碳论文; 工件论文; 金相论文; 表面论文; 形貌论文; 《电力设备》2016年第24期论文;