链条断裂失效改进工艺怎能少得了节能中频感应加热机

日期:2018-11-28 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

链条断裂失效改进工艺怎能少得了节能中频感应加热机

发电厂捞渣机链条由O形链环及U形钩组成,工件材料为SCM420钢,相当于国产20CrMo钢。链条工作中带动刮板运动并在水槽内进行排渣,工作中承受较大拉力,空载时受力较小,因而零件周期性承受拉一拉应力,同时工作承受灰渣水腐蚀作用。捞渣机链条零件技术要求寿命为7000h,生产中发现,某捞渣机链条零件工作仅2800h就发生早期断裂失效,U形钩断裂,链环开裂。经试验证明,严格控制其渗碳工艺以及采用节能中频感应加热机进行热处理,可有效避免此种缺陷的产生。

技术要求规定,链条钩和链环服役中最小拉断负荷为300kN,硬度为52-62HRC,渗碳硬化层深度应≥0.5mm。检验发现,工件断裂位置位于链条钩和链环的受力危险截面处。化学成分分析表明,工件中锰含量偏高。硬度检验发现,工件表面硬度低于要求技术指标。断口检验发现,观察到工件断口由纤维区域、急速扩展呈放射形撕裂棱形貌和最终断裂处的剪切唇组成;有的失效工件断口较平坦,呈海滩状典型疲劳断口形貌特征,瞬时断裂区有金属光泽。链环断裂系为过载快速断裂,断口形貌和第一类断口相同。断口微观分析表明,疲劳断口约1/3面积为海滩状的疲劳源区域和扩展区域,余下为快速断裂断口区域。扫描电镜下,可观察到典型的疲劳条纹带和疲劳裂纹扩展形貌特征。观察发现,疲劳源起源于工件表面,这是由于工件渗碳层极薄甚至未渗上碳,表面强度很低,在长时间拉一拉交变应力作用下极易出现裂纹。疲劳源处发现存在许多夹杂,能谱分析表明夹杂中含大量钙,这说明灰渣腐蚀物已渗入裂纹深处。当裂纹扩展超过临界值后,余下截面承受的应力已超过材料抗拉强度,工件发生瞬间断裂失效,断口呈放射状花样形貌。金相分析表明,工件心部组织为低碳马氏体+少量铁素体,表面为高碳马氏体组织;但链条钩组织中观察不到渗碳层组织,其心部为低碳马氏体+托氏体+少量铁素体,工件表面和心部均不合格,无渗碳层,使工件强度、硬度和韧性急剧恶化和下降。采用扫描电镜观察到心部组织有众多微孔洞和微裂纹。这表明,工件在交变应力较长时间作用下,内部组织薄弱处已出现损伤,马氏体中出现微孔,在疲劳交变应力下形成微裂纹。由于链条钩渗碳层极薄甚至没有,其强度大大降低,电镜观察到其表面上存在众多裂纹。这些缺陷表明,工件承受周期性拉一拉应力作用下,工件表面首先萌生裂纹;工件渗层过薄或未渗碳是链条零件疲劳开裂的主要原因。

根据以上分析,提出工艺改进如下:

(1)严格控制捞渣机链条零件渗碳工艺和渗层质量,保证渗碳硬化层深度≥0.5mm,确保工件渗碳层强度和硬度达到技术要求。

(2)采用节能中频感应加热机进行淬火热处理时,应严格控制其淬火工艺和淬火质量,防止工件出现托氏体组织使链条环件强韧性下降。

经众多实践证明,捞渣机链条采用上述改进工艺后,未再发现早期断裂失效现象,满足了工作性能要求,产品质量优良,生产运行正常,而且适合大批量大规模生产,最重要的是使用寿命也大大提高了。