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齿轮渗碳淬火组织粗大的原因

发布来源:广东海拓企业 发布时间:2020-07-10点击率:

由于齿轮产品的啮合传动和接触磨损,因而其表面必须要具有很高的耐磨性;又由于齿轮根部要承受较高的弯曲疲劳载荷,因此其心部还要有较高的韧性,这就需要采用高强度的低碳合金结构钢进行表面渗碳、淬回火处理。齿轮热处理后金相检验时发现,其表层和心部都有可能出现组织粗大现象。该种粗大组织的存在,对渗碳层有效硬化层深度的测定容易引起误判,因为金相组织的晶粒越粗大,对应的硬度越低,实际测定结果就会越不准确。另外,粗大的组织还会使热处理淬火组织应力加大,增加淬火变形和开裂的倾向,同时还会使齿轮产品的强度降低、脆性增大,在正常服役承载过程中极易造成轮齿崩断。组织粗大还会弱化组织的晶间结合力,易于裂纹源的萌生,降低齿轮的接触疲劳、弯曲疲劳等强度眭能指标,缩短齿轮的使用寿命。根据检验记录统计分析,出现组织粗大的齿轮产品种类较多,如重型卡车、箱型货车、轻型轿车中的齿轮产品都有可能存在组织粗大现象,而且组织粗大同样分布在热锻及冷锻产品中。组织粗大涉及的产品配套企业有通用、福特、克莱斯勒、奔驰、三菱等国外厂家,以及一汽、二汽、汉德、福田、柳汽、哈飞、庆铃等国内厂家。由于组织粗大涉及的产品种类较多,面较广,因而其产生的负面影响较大。为此,笔者分析了齿轮渗碳、淬火粗大组织的常见形态特征及形成原因,并对存在粗大组织的齿轮进行了工艺改进试验。

 

    常见粗大组织的形态特征渗碳、淬回火处理的齿轮产品金相制样后目测,

轮齿截面有较多粗亮的黑点,进一步金相观察可见晶粒组织粗大。部分区域粗大组织很严重,在表层及心部都有不同形态的分布,有些试样渗碳层内存

在粗大针状马氏体,而且残余奥氏体含量较高;有些试样心部为粗大的板条马氏体。常见齿轮渗碳、淬火粗大组织形态主要有以下几种。

(1)第一类粗大组织的分布形态表现为,渗碳层内为粗大针状马氏体,马氏体针长达7级,残余奥氏体含量达6级[3],马氏体及残余奥氏体级别超标不合格。
(2)第二类粗大组织的分布形态表现为,表层渗碳层内晶粒较细,组织正常,经评定马氏体及残余奥氏体级别均为3级。
(3)第三类粗大组织的分布形态表现为,从轮齿表面至心部,全部出现粗大组织。表面渗碳层内的高碳区为粗大的针状马氏体,马氏体针长达7级以上,残余奥氏体含量为6级。
 


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