本发明专利技术公开了一种确定高强钢锻件淬火后开裂的原因的方法及应用，通过对锻件解剖后观察裂纹走向、观察了断口形貌、流线和微观组织，并借助ANSYS WORKBENCH软件模拟锻件淬火过程中热应力的分布，最后确定了导致锻件开裂的原因。本专利的方法为优化该锻件的热加工工艺参数提供依据，并为解决类似锻件的开裂问题提供参考。参考。参考。
【技术实现步骤摘要】
一种确定高强钢锻件淬火后开裂的原因的方法及应用
[0001]本专利技术涉及金属热塑性成形和热处理领域，具体涉及一种确定高强钢锻件淬火后开裂的原因的方法及应用。
技术介绍
[0002]某汽车高强钢锻件锻造淬火后，部分零件开裂，不仅影响零件的性能，而且使生产成本上升，亟需生产工艺过程中回溯开裂原因，制定解决方案。专利技术人通过查阅国内外文献发现，学者们针对锻件开裂原因已经开展了很多研究。
[0003]谢允钏等[1]提出，锻件原材料中的微裂纹在相变应力和热应力的作用下会诱发42CrMo轴类锻件的宏观裂纹；Liu Zhenwei等[2]的研究结果表明，应力应变分布不均匀和晶粒异常长大也会导致锻件开裂。
[0004]Takefumi Arikawa等[3]提出，局部微观组织缺陷、组织偏析会诱发裂纹。与之相似，张全新等[4]也提出，沿晶分布的低熔点富铜相以及偏析会引起4Cr5MoSiV1钢锻造开裂。
[0005]A.A.Kuznetsov等[5]研究了钢和铸铁零件淬火开裂的原因，提出表面热处理和化学处理都有利于减少零件表面的拉应力，进而减少开裂。
[0006]Sanja Š
oli
ć
等[6]的研究结果表明，奥氏体化温度越高，淬火裂纹越容易产生。
[0007]Eun Hye Hwang等[7]研究了超强马氏体钢的淬火裂纹敏感性的影响因素，结果表明，碳含量较高的试样更容易出现沿晶裂纹，降低淬火冷却速度可减少开裂。
[0008]王高远等[8]基于计算机模拟研究了工件的淬火开裂现象，提出了增加锻件过渡区余量以及降低淬火温度可降低开裂风险。
[0009]Nikolai Kobasko等[9]研究了钢在聚亚烷基乙二醇水溶液中淬火冷却过程，发现阶梯式淬火可以防止裂纹的形成，减少淬火变形。
[0010]Vasundhara Singh等[10]研究了非金属夹杂物对锻钢裂纹产生的影响，发现氧化铝夹杂物与MnS夹杂物相比，更容易引起裂纹。
[0011]张坤等[11]研究了45钢在不同温度下的淬火开裂原因，结果表明45钢在800～830℃淬火开裂的原因是过冷奥氏体冷却速率过大，并提出在淬火前缓冷3～5 s避免开裂。因篇幅限制，此处不再赘述国内外相似研究。
[0012]总结国内外现有技术可以发现，锻件在锻造、热处理过程中，非常多的因素都会导致开裂，原材料成分、原材料微观组织、锻件形状、锻造工艺参数、热处理介质、淬火温度等问题，都可能诱发裂纹。特别是某锻件在生产中仅有小部分的锻件存在开裂问题，生产管理、原材料一致性也有可能最终造成锻件开裂。正因为造成开裂的原因的可能性太多，锻件开裂后，很难精确判定究竟哪一步不合理，造成难以解决锻件开裂问题。所以，急需确定出导致开裂的主要因素，从而解决开裂问题。
[0013]检索文献：[1] 谢允钏,何西样,孔孟泽,王孟,孔淑萍.轴类工件热处理裂纹原因分析及预防
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定高强钢锻件淬火后开裂的原因的方法及应用，具体步骤为：S1. 沿垂直断面的方向解剖锻件，观察裂纹深度、走向，获得锻件宏观分布信息；S2. 从锻件剖切面上取厚度为20 mm的试样，使用400目、800目、1200目、2000目金相砂纸研磨并使用金刚石抛光膏在绒布上抛光；将试样浸入约70 ℃的腐蚀剂一中腐蚀，经过约3分钟腐蚀，用清水冲洗、吹干后，在试样表面凭肉眼观察到金属流线，从而确定锻件是否因锻造工艺不合理而导致开裂；S3. 在断口附近沿断口垂直的方向取样，镶嵌后在400目、800目、1200目、2000目金相砂纸研磨并使用金刚石抛光膏在绒布上抛光后吹干，配制腐蚀剂二；在40 ℃的温度下，使用棉花蘸腐蚀剂擦拭试样表面并观察试样表面的变化，经过约5分钟的腐蚀后，用清水冲洗、吹干，在金相显微镜下观察晶粒形貌，从而确定锻件是否因晶粒粗大导致脆性增加而开裂；S4. 在断口附近沿断口垂直的方向取样，将试样镶嵌、经标准工序研磨、抛光后，在腐蚀剂三中腐蚀，经过约20秒的腐蚀后，在金相显微镜下观察室温下组织形貌并拍照，从而确定锻件是否因表面脱碳后形成的铁素体塑性不足而导致开裂；S5. 沿断口取试样，试样经酒精清洗后直接在场发射扫描电镜下观察，测试电压为15 keV，使用能谱仪测试化学元素分布，测试电压为0
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20 keV，拍照后用于观察断口形貌，根据元素含量计算锻件断口处的氧化皮是三氧化二铁或四氧化三铁，从而确定锻件是在高温阶段开裂或室温下开裂；S6. 将锻件材质元素含量输入Jm...
【专利技术属性】
技术研发人员：张运军，陈天赋，许明坤，梁文奎，胡全，杨杰，李航，陈荣创，吕镓均，
申请(专利权)人：湖北三环锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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