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摘要：文章介绍了一起4Crl3马氏体不锈钢轴校直时出现断轴的事故，通过斜横向断裂件的金相检验、正横向断面的金相检验以及磁粉探伤等理化检验，对事故进行了分析，从而确定不锈钢轴发生断轴的原因。
关键词：不锈钢轴；校直；断轴
0 引言
随着我国社会经济的快速发展以及工业化进程的不断推进，机械器具的应用越来越广泛，机器制造业也得到了迅猛的发展。其中，马氏体不锈钢以其高强度、耐蚀性、可硬化等优点，在机器零件制造中得到了广泛的应用，如蒸汽轮机叶片、蒸汽设备的轴、医疗器械、餐刀、测量器具等器件的制造。马氏体不锈钢的性能直接影响到器件的质量。
1 理化检验
有26支热处理后硬度在680～720HV的4Crl3轴，在机械矫直过程中发生断裂。断裂轴直径2mm，长度有37.7，46.5，47mm三种规格，为了查明轴断裂的原因，选取其中长度为37.7mm的轴进行断裂原因分析。
1.1 斜横向断裂件的金相检验
斜横向断裂件的金相试样见图1，2，夹杂性裂纹的形貌见图3，4，其中的非金属夹杂物是硫化物+氧化物呈断续条状分布。
1.2 正横向断面的金相检验
正横向断面镶嵌后的内裂纹微观形貌如图5所示，内裂处局部再放大后两侧的组织形貌见图6，7，内裂纹在纵向的两侧组织形貌见图8。从图5～8中裂纹周边的白色组织可看出：在氮气保护下多次热加工时，裂纹周边可能有轻微的氮附着，这是因为正常的小轴表面硬度是680～700HV0.2，内裂纹周边白亮层处的硬度是690～720HV0.2，较正常处的高。
1.3 磁粉探伤
因为三种类型的断裂轴都检出了冶金质量不良的问题，为查明原材料的质量如何，选用北京国电电科院检测科技有限公司研制生产的磁力探伤灵敏度较高的低频磁力探伤仪，对从来料中取出的同规格待处理的500支轴坯进行磁力探伤。发现有12支在其圆周外表面沿纵向局部有磁粉聚集现象，又对这12支再复探比较，精选出3支磁粉堆积最严重、有疑似裂纹的轴材，从中间切断后镶嵌及磨光、抛光后置于光学显微镜下观察，并按照GB/T10561-2005标准评定，试样中夹杂物为A0，B1.5，CO，D1.0，其中氧化铝类夹杂物呈条状连续分布，见图9。
2 分析与讨论
按GB/T10561—2005标准评判夹杂物大都在合格范围内，但在断口处发现它们的存在，正好证实该轴的断裂是由于夹杂物既使得该处的承载面积减少，又使得该处单位面积的承载应力增加，所以才会在外力作用下导致在该处的断裂。
材料的夹杂和冷拉时产生的微裂纹在淬火+回火后，由于不锈钢具有优良的综合力学性能是不会开裂的，只有较大的原始缺陷在力学校直时受到大的挤压力作用下才会产生断裂和掉块。
3 结语
综上所述，4Cr13马氏体不锈钢是机械轴制造中常用的材料，若其性能不满足要求，将会影响到轴的使用性能以及机械的正常运行。本文对4Cr13马氏体不锈钢轴校直时出现断轴事故的原因进行了分析，确定其出现断轴的原因为轴材料中含有较多的氧化铝类夹杂物，为类似零件制造提供参考。
参考文献：
[1]3Cr13不锈钢模具断裂失效分析[J].俞国伟，赵先锐，郗文，金燊超，李妮.金属热处理.2015（05）
[2]电站汽动给水泵0Cr13Ni4Mo不锈钢主轴断裂失效分析[J].张涛，高云鹏，田峰，陈浩，马喜成.理化检验（物理分册）.2015（10）
论文作者:陈红军
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/22
标签：金相论文; 裂纹论文; 不锈钢论文; 横向论文; 形貌论文; 见图论文; 断面论文; 《基层建设》2017年5期论文;