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，其强度较大降低，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，较重要的是使用寿命也较大提高了。