紧固件金相制样的开裂判别

陆柯杰，张玉焕

威睿电动汽车技术(宁波)有限公司 浙江宁波 315336

1 序言

高强度紧固件需要经过热处理达到性能要求，通常使用网带炉进行热处理，作为质量控制，淬火件和回火件都需要检测。淬火件一般需要检测马氏体级别、马氏体量、淬火硬度；回火件一般需要检测回火硬度、表面硬度、抗拉强度、屈服强度以及螺纹未脱碳层高度、全脱碳层深度等[1]。金相检测需要对试样进行切割和镶嵌，切割过程会使用虎钳夹持试样，如果夹持力过大会使试样变形甚至开裂。本文通过对一个具体开裂试样的分析，阐述了分析裂纹的过程及方法。

2 问题描述

紧固件材料为SCr440（对应国产牌号：40Cr）的一批次M8×20的螺栓，热处理前已经滚丝，检验员例行检查淬火件金相，经切割、镶嵌、抛光后发现有裂纹。切割方法为沿径向截取一段圆柱，再沿轴向切割4等分，然后镶嵌观察轴向状况，开裂试样在镶块上的形态如图1所示。

图1 开裂试样（25×）

3 初步分析

观察裂纹形态，与淬火裂纹特有的纹路和尾端尖细的特征相符。

使用3%的硝酸酒精溶液腐蚀试样，观察裂纹处的开裂形态，如图2所示。

图2 开裂形态（200×）

裂纹两侧无氧化增碳、脱碳现象，符合淬火开裂的特征。因为开裂发生在奥氏体向马氏体转变的过程中，SCr440的Ms点为355℃，在此温度下，即使产生裂纹，也不会发生增碳、脱碳和明显氧化，所以淬火开裂的两侧不会有氧化、增碳、脱碳现象，否则肯定不是淬火裂纹。

再对镶块上的试样进行尺寸确认，发现试样夹持的两面不平行，靠近螺纹边缘厚度为2491μm，中心部位厚度为2382μm（见图3），说明夹持时受力不均匀，螺纹端受力大。……