凿岩机钎尾渗碳淬火裂纹分析及工艺改进

重型导轨式凿岩机钎尾零件，工作环境恶劣，服役过程中受力复杂，要求零件具有高的强韧性和高耐磨、耐冲击和高疲劳性能。重型凿岩机钎尾通常采用30SiMnMoV钢或35SiMnMoV钢，经渗碳淬火处理，以满足其高强韧性、耐磨、耐冲击和高抗疲劳性能要求.

试验研究和生产中均发现，30(35)SiMnMoV钢凿岩机钎尾渗碳后直接淬火，渗碳层中有大量马氏体微裂纹存在，成为疲劳裂纹源和事故隐患，这种裂纹在等温淬火处理后也很难消除。30SiMnMoV钢920℃渗碳后空冷的不同渗碳层金相组织，其组织为高碳马氏体+残留奥良氏体：不同渗碳层处均出现马氏体微裂纹。众所周知，凿岩机钎尾工作中承受冲击、扭转应力、强烈磨损和疲劳应力综合作用。因而，这种渗碳淬火裂纹对零件使用安全和工作寿命造成较大危害。渗碳淬火裂纹在综合高应力负荷下延伸和扩展较快，往往导致零件早期疲劳断裂或崩裂、剥落、折断失效。研究发现，渗碳层中马氏体微裂纹的数量与渗碳零件的疲劳性能有对应关系，随着马氏体微裂纹减少，疲劳性能明显提高。影响马氏体微裂纹形成的因素很多，主要为奥氏体晶粒度，实际上是加热温度对马氏体形成微裂纹影响占主导地位。加热温度高，奥氏体晶粒粗大，高碳马氏体针亦粗大，愈易形成马氏体微裂纹。另一个主要影响因素是碳含量，马氏体针亦粗大，愈易形成马氏体微裂纹。另一个主要影响因素是碳含量，马氏体裂纹的临界碳含量为0.75% （质量分数)，碳含量少于0.75%（质量分数）的80 钢，既使加热至1200°C淬火，也没有发现马氏体微裂纹。因此，应考虑渗碳层碳浓度对马氏体微裂纹的影响。试验发现，在渗碳淬火后等温淬火前，先经一次高温回火，渗碳层中高碳马氏体微裂纹可基本消除；结合上述马氏体微裂纹影响因素，提出了改进的钎尾热处理工艺：渗碳层碳含量≤0.8呖 (质量分数），气体渗碳油冷后，(550-650)℃ x 1h 回火，然后再加热至钎尾心部温度为AC3 以上20 -30℃，保温30min，并于260℃等温淬火并二次回火。经本工艺处理的凿岩机钎尾未发现渗碳1 火马氏体微裂纹，零件性能优良，满足了技术指标要求，生产应用良好。