42CrMo材料是作為減速機結(jié)構(gòu)件的一個重要鋼種，對于這種鋼材制造的鍛件，要求有強度和韌性良好配合的綜合機械性能。由于目前設(shè)備、材料及工藝技術(shù)操作難于掌握，調(diào)質(zhì)過程中容易使某些鍛件件產(chǎn)生開裂事故，而這些鍛件與其他鍛件相比有其明顯的特點，只有充分掌握了這些特點才能得到滿意的結(jié)果。

   42CrMo鍛件的工藝進行熱處理后，轉(zhuǎn)到冷加工車間進行切削加工時發(fā)現(xiàn)裂紋，42CrMo鍛件按圖3所示的熱處理工藝進行熱處理，淬火之中發(fā)現(xiàn)開裂并在較小外力作用下裂紋擴展至擴開剝落。

1.對上述質(zhì)量事故分析認(rèn)為：

1)對42CrMo鋼原材料及鍛造后鍛件進行檢查，質(zhì)量符合技術(shù)說明，排除原材料及鍛造工藝原因。

2)熱處理工藝是42CrMo鋼制作零部件的常規(guī)調(diào)質(zhì)工藝，也是規(guī)范性地推薦被行業(yè)所認(rèn)可的工藝。

3)采用的箱式電阻爐密封性差，爐內(nèi)各區(qū)域溫度差大，所以溫度的均勻性差。工件被加熱時，由于放置的位置不同，盡管是在同一鍛件也會出現(xiàn)較大溫差。

4)由于條件的限制，工件出爐淬火采用鉤子把鍛件從爐中鉤人筐中，是無規(guī)則堆放在一起放人淬火槽中進行冷卻淬火。由于鍛件與鍛件之間，甚至同一工件的各部位冷卻嚴(yán)重不均勻，整個鍛件或不同工件最終組織轉(zhuǎn)變先后不一致，常常形成混合組織；鍛件的裂紋形態(tài)是橫向裂紋和弧形裂紋都是內(nèi)裂。裂紋產(chǎn)生于心部，當(dāng)條件成熟逐漸擴展到表面，形成這類裂紋的內(nèi)應(yīng)力，特征都是工件表面受壓應(yīng)力，離表面一定距離處應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，這類裂紋多數(shù)發(fā)生在未淬透的工件上，在淬硬與未淬硬的交界處形成應(yīng)力峰值，裂紋就起源于那里。當(dāng)應(yīng)力大于裂紋擴展的臨界應(yīng)力時突然發(fā)展為宏觀的脆裂(斷)。由于工件的棱角比較銳利，截面突變，薄厚差異太大，更易出現(xiàn)這類裂紋。往往被人們忽視的另外一種原因是淬火鋼上的軟點和未淬硬部位，軟點和未淬硬部位的周圍必然存在著一個淬硬過渡區(qū)，該區(qū)就存在拉應(yīng)力，也是產(chǎn)生這類裂紋的原因。

2.影響鍛件調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量的主要因素

2．1成分偏析

  中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的原材料常存在帶狀偏析。當(dāng)經(jīng)過熱壓力加工(鍛、軋)后，仍保留有成分偏析，經(jīng)860℃淬火后將出現(xiàn)B￡+M混合組織，而BE的沖擊韌性是很差的，這種偏析可從退火組織中看到。從表1中可看到鐵素體帶中的Mo含量比珠光體帶中Mo含量高5—6倍，偏析條紋內(nèi)某些元素的富集十分嚴(yán)重。鋼的淬火裂紋發(fā)生幾率一般來說是

鋼材含碳量越高或Cr、Mo含量越高越容易發(fā)生裂紋，這是因為相變膨脹。

2．2氣體和夾雜物

   42CrMo鋼尤其是較大截面的原材中不可避免含有氣體和夾雜物，只是程度上的差別。當(dāng)脫氫效果40％一65％，脫氧效果30％～60％時，夾雜物去除率為27％一70％。在這樣的情況下，仍對隨后的調(diào)質(zhì)熱處理有很大的影響，特別是對中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，由于碳和合金元素的偏析，即使殘余含氫量在1．5-2．0 ppm，也可能導(dǎo)致鍛件在偏析處產(chǎn)生發(fā)裂。目前國內(nèi)絕大多數(shù)都認(rèn)為鋼中含有鋁元素可細化晶粒，而對有害影響幾乎沒有任何詳細的研究。國外對鋁元素在鋼中有害影響近年來研究得很多，酸性鋼中鋁量>O．005％時，鋁在脫氧時形成了具有銳角的氧化物，會大大降低這種鋼的塑性；堿性鋼中鋁含量>0．1％時，鋁在鋼中形成了沿晶界分布的氮化鋁能使鋼的室溫塑性降低。

2．3鍛造

2．3．1溫度

由于42CrMo鋼內(nèi)部有偏析，當(dāng)42CrMo鋼在氧化性氣氛中加熱接近固相線，如42CrMo始鍛溫度在1200～1220℃，在此高溫持續(xù)時間過長就容易產(chǎn)生析出物或雜質(zhì)等，偏析的晶界因熔點低就有可能開始熔化，氧通過熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物，這樣會產(chǎn)生局部過燒，形成隨后熱加工中的重大缺陷之一(從進廠的鍛件上往往可明顯的看到這種過燒的缺陷)。尤其是含cr和Mo元素的四元鋼，即使表面不出現(xiàn)異常過燒，在內(nèi)部也可能存在過燒缺陷，因此只做外觀檢查是不夠的，如果條件允許最好配合進行超聲探傷檢查。所以合理選定加熱溫度和保溫時間是很關(guān)鍵的。

2．3．2鍛造比

當(dāng)鍛造比不足，工件中心變形小，偏析和鋼錠原鑄態(tài)組織仍局部保留，常見的就是鋼材的偏析、疏松、微孔等缺陷，粗晶也是最常見的缺陷；鍛比過大，機械性能異向性增大，橫向機械性能降低較多。

2．4熱處理爐的性能

箱式爐因密封性能差，所以造成爐溫均勻性差，爐內(nèi)各區(qū)的溫度與爐頂熱電偶指示的溫度都有一定的差異。隨著保溫時間的延長并不能完全改善上述的情況，這樣同一爐的鍛件因在爐內(nèi)各處的位置不同，鍛件與鍛件甚至同一工件的表面，到溫時各位置間可能達到不同的溫度。大截面鍛件還存在表層與心部的溫差，造成工件的晶粒粗細不均勻，尤其是合金元素及碳在奧氏體中分布的不均勻性。

3主要工藝問題分析

這個工藝是在不知原材料成分偏析的程度和鍛件質(zhì)量的情況下，只能從有利于碳和合金元素的溶解及奧氏體成分均勻化來推薦規(guī)范性的淬火溫度。在操作中發(fā)現(xiàn)某些有組織缺陷的工件加熱到上限溫度860℃比下限溫度840℃淬火的開裂傾向更大大截面零件與同樣幾何形狀的零件淬火后所得組織不同，其應(yīng)力狀態(tài)分布也不一樣。淬火溫度對開裂傾向的影響是相當(dāng)大的，為此同樣一種鋼材制作的鍛件，在不同的條件下應(yīng)靈活地確定合理的淬火溫度，在某些特殊情況下可把奧氏體化溫度和淬火溫度分別制定操作工藝是比較合理的。