合结钢40CrNiMoA内齿轮表面裂纹的产生原因

对合结钢40CrNiMoA内齿轮表面裂纹进行了宏观和微观分析,并检验了钢的化学成分、显微组织和硬度。证实这种裂纹不是白点和氢致延迟断裂引起,也不是由于锻造和热处理工艺不当造成的,而是因磨削加工操作不当导致的磨削裂纹。改进磨削工艺后生产的内齿轮未出现裂纹,验证了这一结论。40CrNiMoA钢表层温度上升到出现磨削裂纹的300～350℃时不会形成黑色的回火层。

40CrNiMoA合结钢，钢内齿轮表面裂纹的产生原因137为沿原奥氏体晶界的沿晶脆性断裂［3］，这与该内齿轮上的裂纹特征(描述于后)相吻合。因此，该内齿轮上的裂纹有疑似氢脆的可能。为此，分析了内齿轮裂纹附近和远离裂纹处钢中的氢含量，其结果分别为1．2×10－6和1．5×10－6(质量分数)。这样低的氢含量是不足以导致氢致延迟断裂的，也不会产生白点。故这些裂纹不是氢致延迟断裂，更不是白点。图3内齿轮的光学显微组织照片(a)表面裂纹和回火马氏体;(b)表面裂纹、MnS夹杂物和回火马氏体;(c)扩展后的表面裂纹;(d)沿着原奥氏体晶界扩展的晶间裂纹Fig．

2裂纹的分布与断口形貌图1(a)为磁粉探伤显示出的内齿轮表面裂纹的形貌。这些裂纹位于内齿轮的内侧面，紧邻齿条区域，而且这些裂纹全部沿着齿轮两个侧面的圆周分布，与磨削砂轮的磨削方向垂直。裂纹是开放型的，断口可用肉眼和体视显微镜检查。裂纹以内直径的边缘为起点散发开，呈细小长条状。图1(b)是从图1(a)中标记处截取开放型裂纹显现出的断口宏观形貌。这些断口上有黑色污染物，在齿轮表面可以观察到镀铬层。将黑色污染物清洗掉以后的试样用SEM观察裂纹形貌。图3是用SEM拍摄的断口金相照片。图2(a)显示的是典型的断裂开始点。在断口的四周没有明显的剪切唇。断口形貌显示出许多反光的小刻面。图2(b)是图2(a)中标记“A”的位置，显示断口的形貌特征为“冰糖”状，可以看见3个晶粒的交汇点，晶粒间还存在二次裂纹。没有观察到?