某液壓機(jī)構(gòu)用于500kV高壓開(kāi)關(guān)控制操作,二級(jí)閥閥體是液壓機(jī)構(gòu)心臟部分的關(guān)鍵零件。閥體材料為GCr15SiMn。閥體工作中,體內(nèi)承受油壓為32-34MPa,工作環(huán)境為戶外操作。閥體零件要求高強(qiáng)韌性和高疲勞抗力,同時(shí)具有良好的耐磨性和耐腐蝕性能。閥體熱處理后硬度應(yīng)達(dá)到57-59HRC。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),一批閥體在運(yùn)行100-200次后發(fā)生開(kāi)裂漏油事故,造成經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)分析其缺陷產(chǎn)生的原因,發(fā)現(xiàn)采用超音頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行回火熱處理,效果良好,可以有效避免開(kāi)裂缺陷的產(chǎn)生。
檢驗(yàn)斷口發(fā)現(xiàn),斷口呈銀灰色,閥體開(kāi)裂發(fā)生在油孔邊緣,長(zhǎng)約30mm,裂紋平直;從斷口顏色分析,斷口未發(fā)生氧化和腐蝕,其裂紋不是淬火裂紋也不是腐蝕裂紋,斷口為瓷狀斷口,系脆性斷裂。
進(jìn)一步檢驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn),裂紋斷口上呈現(xiàn)多條放射狀紋理裂紋,有兩處裂紋源,兩處裂紋源處均出現(xiàn)二次裂紋,以沿晶斷口形貌為主。微觀檢驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn),沿晶斷裂面存在孔洞和顆粒析出物。X射線分析表明,顆粒析出物的鉻含量較基體高出約1倍,分析認(rèn)為這種析出顆粒是(Fe、Cr)3C型碳化物。
金相觀察后發(fā)現(xiàn),晶界上有網(wǎng)狀碳化物析出,這和斷口觀察分析結(jié)果一致。
分析表明,閥體開(kāi)裂是逐漸發(fā)生的滯后型開(kāi)裂,有可能是氫脆造成的破壞;另一方面,GCr15SiMn鋼第一類回火脆性溫度為200-400℃之間,而閥體回火溫度是250-270℃,因此發(fā)生第一類回火脆性不可避免。
閥體加工中鍍鋅工序中有氫析出滲入工件中,檢驗(yàn)證實(shí),閥體開(kāi)裂為氫脆斷裂失效;同時(shí)試驗(yàn)表明,閥體開(kāi)裂沿晶脆斷是第一類回火脆性引起的,第一類回火脆性特征明顯。
根據(jù)以上分析,提出的改進(jìn)措施如下:
(1)閥體電鍍鋅后,增設(shè)去氫工序,排除工件內(nèi)的氫氣,防止氫脆發(fā)生。
(2)改變回火工藝?;鼗鸩捎?a href="http://www.retromgames.com/detail_cp.aspx?id=101" target="_blank">超音頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行,溫度改為(430±10)℃,避開(kāi)產(chǎn)生第一類回火脆性溫度范圍,防止第一類回火脆性現(xiàn)象發(fā)生。
很多廠家采用改進(jìn)工藝后,生產(chǎn)出來(lái)的閥體全部符合技術(shù)條件要求,未發(fā)生開(kāi)裂泄漏事故,生產(chǎn)運(yùn)行良好。
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