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07Cr7Ni7A1不锈钢固溶性处理不稳定的奥氏体组织,具有良好的塑性、韧性和加工性能,调整后,使奥氏体碳沉淀成分发生变化,经过马氏体转化处理后,大部分组织进入低碳回火马氏体,具有良好的温度力学性能和耐腐蚀性,优于一般马氏体不锈钢,一般用于制造弹簧、垫圈等。这篇文章是针对07的Cr7Ni7Al在装配过程中,螺母支架在支架两端最大弯曲处出现裂纹,并对其进行了分析。
这批螺母支架的加工工艺如下:→冲裁→热处理→喷砂→安装。在安装螺母的过程中,在最大弯曲处发现裂纹,裂纹沿纵向延伸,如图1所示。
(1)化学成分分析针对这批螺母支架进行了电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)化学元素分析,具体结果如表1所示。从表1可以看出,这批材料的成分符合表1GJB3321-1998《航空用不锈钢冷轧弹带规范》OCr17Ni7Al要求钢成分。
(2)力学性能分析﹐对这批螺母支架进行力学性能测试,测试结果如表2所示。从表2可以看出,这批螺母支架的硬度值一致性很好,最大值和最小值之间的差值只有4HV,数据均符合标准要求。
(3)显微组织分析显微组织、非金属夹杂物、晶粒度、金属流线等金相分析。图2显示了这批螺母支架的显微组织,从图中可以看出:图2a为纵向显微组织,图2b为横向显微组织,均为低碳马氏体上沉淀的金属化合物强化相,均为正常固溶时效组织。
在批螺母支架与螺母体结合安装时,裂纹主要发生在大变形区的弯角处。分析支架的显微组织,弯角处有白亮层组织,未弯曲处表面有白亮层组织。二次表面奥氏体颗粒明显,内部为正常固溶和老化组织。分析原材料的表面状态和显微组织,原材料表30Cr13马氏体不锈钢因其强度高、硬度高、耐磨性好等优点而得到广泛应用。同时,由于碳含量高,其耐腐蚀性相对较差,具有一定的淬火性能。最近,当我们检查飞机的维护时,我们发现左侧综合吊架内的滚轮开裂。这个滚轮的材料是30Cr13、累计使用时间约1300h。对此,笔者研究分析了滚轮开裂的原因,并提出了改进建议,对滚轮进行宏观微观观察,金相检查等。
检查滚轮的外观,如图1所示。滚轮表面断裂均匀,断裂周围机械损伤表面无明显的小裂纹,裂纹水平方向,裂纹延伸方向基本垂直于研磨方向。原材料表面有一个白色明亮的层,和内部的组织差异很大。
对原材料工艺进行分析,对原材料进行固溶处理后进行抛光。因为07Cr17Ni7Al固溶性处理是奥氏体组织。在抛光过程中,由于表面研磨热大,在随后的快速冷却过程中,表面组织发生马氏体相变,形成研磨裂纹,不同裂纹平行分布,裂纹延伸方向垂直或接近研磨方向。
这批螺母支架安装开裂的原因是由于冷却不足而导致的研磨、烧伤和微裂纹。由于裂纹较小,在原材料进入工厂进行复检时未发现,在后续螺母支架安装过程中,在最大弯曲处开裂。为防止类似问题再次发生,应采取以下两种措施:
(1)原料在打磨过程中,应加强冷却效果,避免磨削烧伤。
(2)加强原材料进厂质量检验,必要时进行弯曲试验,检查表面是否有微裂纹。