45号钢小轴淬火开裂分析及防止措施

小轴是刹车机构重要零件，其材料为45号钢，要求调质后硬度235-277HBW。

生产中热处理工艺为：820℃x2.5h水淬，570℃x2.5h回火，调质后硬度为：260-270HBW，合格。但生产中发现，调质后约30%小轴端面出现弧形裂纹。

45号钢销轴低倍检验发现，低倍组织存在严重偏析缺陷-框形偏析。经评定为3-4级框形偏析；宏观检验发现，裂纹部位在轴端面距外表面约3-5mm处，圆周分布。金相组织为回火索氏体组织，是合格组织，且无过热过烧缺陷，表面热处理工艺合适；排除了热处理工艺操作造成工件裂纹的可能因素。

分析认为，检验裂纹两侧未发现氧化脱碳缺陷，说明工件时在热处理淬火过程中产生的裂纹，可能与组织缺陷--框形偏析油管。试验研究发现，框形偏析是钢液在凝固过程中生成的。偏析一般发生于柱状晶与等轴晶交接区域，框形偏析内部组织疏松，中部组织致密，交界部位出现脆弱区。这里的偏析以碳偏析为主，同事存在SP杂质富集和夹杂物等，严重偏析导致工件出现脆性很大。淬火时，由于偏析出碳与合金元素富集，使Ms点下降，冷却时奥氏体转变延迟；同时，偏析薄弱区域应力和组织应力的叠加应力超过该区域断裂强度时，则产生淬火裂纹和开裂。

对于45钢小轴淬火开裂缺陷，提出防止措施如下：

1）严格原材料质量检测，出保证材料化学成分，主要力学性能合格外，坯料杜蓓组织和夹杂物缺陷必须严格控制，防止严重偏析超标的坯件流入加工工序。

2）对出现严重偏析的不合格工件坯件，采取降级使用措施，将坯件加工成次要不重要的工件使用，以减少经济损失；对于受力恶劣的重要工件，存在缺陷的坯件不允许使用。