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韓曉乾
（河北永洋特鋼集團(tuán)有限公司檢化驗(yàn)中心 河北 邯鄲 057150 ）
摘 要：Q195材質(zhì)螺母在沖孔加工工序時(shí)出現(xiàn)沖孔開裂及表面橫裂紋缺陷，分別在原材料及開裂螺母試樣上取樣進(jìn)化學(xué)成分、力學(xué)性能、非金屬夾雜物及顯微組織的檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)結(jié)果分析可知：原材料各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國標(biāo)產(chǎn)品技術(shù)要求，螺母開裂與其內(nèi)部出現(xiàn)異常的組織變形帶有關(guān)，組織變形帶的形成還需進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵詞：螺母沖孔開裂；顯微組織變形帶；冷鐓成型
中圖分類號：TG113.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
Q195材質(zhì)盤條通常是用于在常溫條件下利用金屬塑性成形工藝生產(chǎn)的互換性較高的標(biāo)準(zhǔn)件用鋼，生產(chǎn)如螺栓、螺母、螺釘、鉚釘?shù)?，通常采用冷鐓成型生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)節(jié)奏較快。
某螺母生產(chǎn)廠在螺母沖孔工序時(shí)出現(xiàn)了螺母沖孔開裂現(xiàn)象，同時(shí)螺母表面伴有垂直于沖孔方向的橫向裂紋，螺母開裂宏觀形貌一致，均成曲折狀，表面橫裂位置也大致相同，實(shí)物形貌見圖1、2。經(jīng)了解，螺母生產(chǎn)工藝大致為：熱軋盤條-拉拔-冷鐓成型-沖孔-攻絲-成品。分別在原材料及斷裂樣品上取樣進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，以期查明其缺陷產(chǎn)生原因，為螺母生產(chǎn)質(zhì)量的改進(jìn)提供借鑒和參考。
圖1 實(shí)物宏觀形貌
圖2 實(shí)物宏觀形貌
1、化學(xué)成分分析
分別在原材料及螺母開裂樣品上取化學(xué)成分試樣采用瑞士ARL直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，檢測結(jié)果見表1。由表1檢驗(yàn)結(jié)果可知，化學(xué)成分符合GB/T700-2006標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
2、力學(xué)性能
在原材料上取力學(xué)性能試樣，使用美特斯SHT-4106電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表2，由表2檢驗(yàn)結(jié)果可知，力學(xué)性能符合GB/T700-2006標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
3、金相檢驗(yàn)
在原材料上取金相試樣，使用德國徠卡DMI5000M智能顯微鏡進(jìn)行顯微觀察，檢驗(yàn)結(jié)果見表3，由表3檢驗(yàn)結(jié)果可知，非金屬夾雜物及顯微組織（見圖3）未見異常。
圖3 原材料顯微組織100X
在開裂的螺母上沿螺母菱角縱向剖開，在體視顯微鏡下觀察螺母內(nèi)側(cè)沖孔面，發(fā)現(xiàn)沖孔內(nèi)側(cè)表面不光滑，局部出現(xiàn)堆肉現(xiàn)象，形貌見圖4，觀察其裂口斷面，斷裂源位于其沖孔內(nèi)側(cè)堆肉缺陷處，形貌見圖5。
在螺母橫裂紋缺陷處取縱向（垂直于橫裂紋）金相試樣進(jìn)行觀察，裂紋呈約45°角向基體內(nèi)延伸，裂紋深0.85mm，裂紋附近未發(fā)現(xiàn)異常，形貌見圖12，使用4%(體積分?jǐn)?shù))硝酸酒精溶液浸蝕后，觀察發(fā)現(xiàn)裂紋向基體內(nèi)的走向與組織變形帶走向重合，裂紋沿組織變形帶向基體內(nèi)部開裂，顯微組織形貌見圖13、14、15。
4、 結(jié)語
（1） 螺母開裂宏觀形貌一致，螺母表面橫裂紋位置也幾乎相同。
（2） 原材料化學(xué)成分、力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果均符合國標(biāo)技術(shù)要求，非金屬夾雜物及顯微組織也未見異常，可判定原材料正常。
（3） 螺母開裂及橫裂紋處取化學(xué)成分檢驗(yàn)結(jié)果符合國標(biāo)技術(shù)要求，非金屬夾雜物未見異常。但是顯微組織發(fā)現(xiàn)有多條形似“V”形的組織變形帶分部在螺母內(nèi)部。“V”形組織變形帶的形成原因尚不明確，以待后續(xù)再結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況及進(jìn)一步的深度檢驗(yàn)來闡明。但建議檢查沖頭、模具、液壓裝置及電壓是否正常。
（4） 螺母沖孔內(nèi)側(cè)表面顯微組織變形嚴(yán)重，局部基體脫落，建議對沖頭進(jìn)行檢查。
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