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郑州高氏电磁感应加热设备有限公司

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发布时间:    信息编辑:郑州高氏    点击次数:

    下摆臂是汽车悬架机构的重要零件,其材料为45钢。汽车悬架是车架与车桥间传递动力的连接装置,悬架将路面对车轮的垂直反力(支承力)、纵向力(牵引力和制动力)和侧向反力及这些反力产生的力矩传递到车架上,保证汽车正常行驶运行。受力分析可知,下摆臂受到轴向拉伸、弯曲应力以及扭转应力综合作用,同时受到冲击载荷作用,受力条件恶劣,其危险截面位于螺纹根部部位。下摆臂件由三部分组成:杆体、螺纹及固定孔。生产中发现,汽车下摆臂螺纹处发生断裂,造成工件早期失效。


    断口检验发现,下摆臂断裂部位位于其危险截面螺纹根部处。该部位受切应力作用,其断裂面与工件轴线呈一定角度。经检测发现,最后断裂处剪切唇与轴线夹角呈45℃。通过金相检验可以看出,有的工件组织是回火索氏体+铁素体,该工件经调质处理,但调质工艺不当,出现铁素体网状组织,回火索氏体被分割,工件强度、韧性和塑性明显下降,这是工件发生断裂的重要原因;有的工件组织为网状铁素体+层片状珠光体,并且出现魏氏组织,即针状铁素体组织,使工件强韧性低下,该工件锻造后未进行调质处理。


    分析认为,未经调质处理的工件网状铁素体和少量块状铁素体是工件在锻后冷却中形成的。电镜观察发现,试样组织中夹杂物多且清晰可见,硫化物呈长条状,氮化物呈四方形点状,硅酸盐夹杂呈圆点状形貌。显然,工件中存在多量夹杂物使工件强韧性和塑性明显降低。


    分析认为,45钢下摆臂断裂失效原因有两种。其一是工件热处理不当,工件出现网状铁素体组织,使工件强度、韧性和塑性下降;或者未进行调质,工件组织出现铁素体网状,并且出现魏氏组织,造成工件强韧性大大降低,这是工件乍应力下断裂的重要原因。其二是工件中存在过量夹杂物,使材料强度明显下降,应力升高,在应力作用下促使工件早期断裂失效。此外,工件断裂处是危险截面螺纹根部,该处是应力集中和夹杂富集区域,因而首先在该部位产生了断裂。


    综上所述,提出用高频加热设备改进热处理工艺,其措施如下:


    (1)制定正确热处理工艺。锻后正火,使组织均匀化,细化晶粒;然后调质,淬火冷却速度要快,防止网状铁素体析出,使工件获得要求的强韧性能和良好的塑性。


    (2)严格检验和控制工件材料质量,防止夹杂物超标的坯件流入加工工序,确保产品性能和质量。


    (3)为提高工件淬透性、工件的强度和韧性指标,可采用40Cr钢代替45钢。