45钢齿轮淬火裂纹的形成及扩展

高为国，王高升，李东锋

（湖南工程学院 机械工程学院，湘潭411101）

1 问题的提出

45钢是常用于制造传动齿轮的一种优质碳素结构钢，具有较高的强度、一定的塑性和韧性，切削加工性能良好，采用调质处理后可获得较好的综合力学性能能.然而，在实际生产过程中，由于各种因素的影响，使得45钢零件经淬火后，容易产生不同程度的淬火裂纹［1］，而且不易控制，造成废品率提高，某45钢传动齿轮在淬火时即出现了这种现象，如图1所示.

图1 某传动齿轮的淬火裂纹

在对45钢齿轮件的淬火裂纹进行统计分析和试验研究时发现，常出现的淬火裂纹主要有三种类型（如图2所示）：①纵向裂纹：所形成的裂纹呈轴向分布，形状细而长；②横向裂纹：所形成的裂纹一般呈现垂直于轴向分布；③弧裂：所形成的裂纹一般分布在齿轮或试样的某一局部表面上，呈现不封闭的弧形.

图2 试样的淬火裂纹

在对45钢淬火开裂齿轮进行裂纹统计分析，以及在随后进行的取样试验研究中均出现了不同类型、不同程度的开裂现象，而且出现的频率较高，裂纹的基本形式比较一致.通过现场观察和认真分析，排除了加热设备、冷却介质、操作过程等外部因素的影响，主要从零件的材质、显微组织、热处理工艺等方面进行深入、细致地试验研究，找出齿轮件淬火裂纹形成的原因、裂纹的扩展规律以及解决问题的有效途径.

2 试验研究方法与步骤

①取样：在齿轮件的裂纹处和完好处分别进行取……