曲軸作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的關(guān)鍵部件，其性能對發(fā)動(dòng)機壽命具有直接影響。生產(chǎn)過(guò)程中對影響曲軸性能的質(zhì)量缺陷十分重視，尤其對裂紋的重視程度極高，一般都進(jìn)行探傷100%檢測后才允許裝機使用。非調質(zhì)鋼曲軸在感應淬火之前，因沒(méi)有像調質(zhì)鋼一樣經(jīng)歷過(guò)組織的劇烈變化，故在感應淬火時(shí)無(wú)法明確其組織應力的承受能力，導致在生產(chǎn)中若操作人員、設備、材料、工藝、環(huán)境某個(gè)環(huán)節控制不當，易于出現質(zhì)量問(wèn)題。中國重汽集團研究人員針對某調質(zhì)鋼曲軸在批量生產(chǎn)驗證過(guò)程中發(fā)現的淬火裂紋問(wèn)題，從曲軸鍛造成形工藝、原材料狀況等方面分析裂紋產(chǎn)生的原因，以改進(jìn)生產(chǎn)工藝條件，提高曲軸產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　曲軸從下料到成品的整個(gè)生產(chǎn)流程如下：下料→加熱→鍛打→切邊→校正→冷卻→拋丸→探傷→機加→淬火→回火→磨削→探傷→平衡→防銹→發(fā)貨。

　　在上述生產(chǎn)流程中，經(jīng)超聲檢測，個(gè)別曲軸鍛件多處發(fā)現裂紋，裂紋主要集中在固定位置，即第七主軸與法蘭分模面結合處，此處裂紋數量占裂紋總數的70%，同時(shí)在幾個(gè)鋪板處也發(fā)現了裂紋，2鋪板、4鋪板、12鋪板處的裂紋各占裂紋總數的10%。

　　產(chǎn)品固定位置出現裂紋，應該與生產(chǎn)工藝條件的波動(dòng)密切相關(guān)。為尋找確定裂紋產(chǎn)生的原因，首先應探明裂紋源位置。由于曲軸產(chǎn)品的裂紋主要發(fā)生在第7主軸與法蘭結合處，故重點(diǎn)分析該處裂紋的裂紋源位置。

　　金相組織分析表明，該裂紋沿分模面方向開(kāi)始，裂紋開(kāi)口基體組織為馬氏體，穿過(guò)約3mm后，組織為馬氏體+珠光體+鐵素體混合組織，再往里為珠光體+鐵素體組織。初始為穿晶裂紋，裂紋尾端為沿晶裂紋，尾端裂紋發(fā)生明顯的“拐彎”，特別是中部以及尾部裂紋的分支較多，連接裂紋為極為細小的裂紋，延伸至22.9mm，裂紋尾端內部存在明顯硫化物，裂紋附近硫化物的走向與裂紋平行，說(shuō)明裂紋的擴展與原材料的夾雜物有直接關(guān)系。裂紋尾端明顯的“拐彎”與鍛造過(guò)程金屬流動(dòng)有關(guān)，金屬流動(dòng)方向存在輕微變化，造成硫化物方向發(fā)生變化，淬火過(guò)程中裂紋因夾雜物走向延伸中發(fā)生轉向。

　　為查找裂紋產(chǎn)生的原因，選取此位置感應淬火無(wú)裂紋的國產(chǎn)曲軸與進(jìn)口曲軸進(jìn)行低倍對比分析，發(fā)現淬火未開(kāi)裂的國產(chǎn)曲軸與進(jìn)口曲軸在分模面裂紋位置無(wú)明顯的框型偏析，而帶有裂紋的曲軸有明顯的框型偏析。

　　金屬流動(dòng)分析表明，七主軸與法蘭分模面裂紋都集中于一側，但框型偏析的菱角在分模面兩側都存在，感應淬火后兩側偏析位置在感應淬火中產(chǎn)生的組織應力、熱應力基本一致，但裂紋集中在一側，說(shuō)明裂紋與兩側的金屬流動(dòng)差異存在一定關(guān)系。