42CrMo材料是作为减速机结构件的一个重要钢种，对于这种钢材制造的锻件，要求有强度和韧性良好配合的综合机械性能。由于目前设备、材料及工艺技术操作难于掌握，调质过程中容易使某些锻件件产生开裂事故，而这些锻件与其他锻件相比有其明显的特点，只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

   42CrMo锻件的工艺进行热处理后，转到冷加工车间进行切削加工时发现裂纹，42CrMo锻件按图3所示的热处理工艺进行热处理，淬火之中发现开裂并在较小外力作用下裂纹扩展至扩开剥落。

1.对上述质量事故分析认为：

1)对42CrMo钢原材料及锻造后锻件进行检查，质量符合技术说明，排除原材料及锻造工艺原因。

2)热处理工艺是42CrMo钢制作零部件的常规调质工艺，也是规范性地推荐被行业所认可的工艺。

3)采用的箱式电阻炉密封性差，炉内各区域温度差大，所以温度的均匀性差。工件被加热时，由于放置的位置不同，尽管是在同一锻件也会出现较大温差。

4)由于条件的限制，工件出炉淬火采用钩子把锻件从炉中钩人筐中，是无规则堆放在一起放人淬火槽中进行冷却淬火。由于锻件与锻件之间，甚至同一工件的各部位冷却严重不均匀，整个锻件或不同工件最终组织转变先后不一致，常常形成混合组织；锻件的裂纹形态是横向裂纹和弧形裂纹都是内裂。裂纹产生于心部，当条件成熟逐渐扩展到表面，形成这类裂纹的内应力，特征都是工件表面受压应力，离表面一定距离处应力变为拉应力，这类裂纹多数发生在未淬透的工件上，在淬硬与未淬硬的交界处形成应力峰值，裂纹就起源于那里。当应力大于裂纹扩展的临界应力时突然发展为宏观的脆裂(断)。由于工件的棱角比较锐利，截面突变，薄厚差异太大，更易出现这类裂纹。往往被人们忽视的另外一种原因是淬火钢上的软点和未淬硬部位，软点和未淬硬部位的周围必然存在着一个淬硬过渡区，该区就存在拉应力，也是产生这类裂纹的原因。

2.影响锻件调质处理质量的主要因素

2．1成分偏析

  中碳合金结构钢的原材料常存在带状偏析。当经过热压力加工(锻、轧)后，仍保留有成分偏析，经860℃淬火后将出现B￡+M混合组织，而BE的冲击韧性是很差的，这种偏析可从退火组织中看到。从表1中可看到铁素体带中的Mo含量比珠光体带中Mo含量高5—6倍，偏析条纹内某些元素的富集十分严重。钢的淬火裂纹发生几率一般来说是

钢材含碳量越高或Cr、Mo含量越高越容易发生裂纹，这是因为相变膨胀。

2．2气体和夹杂物

   42CrMo钢尤其是较大截面的原材中不可避免含有气体和夹杂物，只是程度上的差别。当脱氢效果40％一65％，脱氧效果30％～60％时，夹杂物去除率为27％一70％。在这样的情况下，仍对随后的调质热处理有很大的影响，特别是对中碳合金结构钢，由于碳和合金元素的偏析，即使残余含氢量在1．5-2．0 ppm，也可能导致锻件在偏析处产生发裂。目前国内绝大多数都认为钢中含有铝元素可细化晶粒，而对有害影响几乎没有任何详细的研究。国外对铝元素在钢中有害影响近年来研究得很多，酸性钢中铝量>O．005％时，铝在脱氧时形成了具有锐角的氧化物，会大大降低这种钢的塑性；碱性钢中铝含量>0．1％时，铝在钢中形成了沿晶界分布的氮化铝能使钢的室温塑性降低。

2．3锻造

2．3．1温度

由于42CrMo钢内部有偏析，当42CrMo钢在氧化性气氛中加热接近固相线，如42CrMo始锻温度在1200～1220℃，在此高温持续时间过长就容易产生析出物或杂质等，偏析的晶界因熔点低就有可能开始熔化，氧通过熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物，这样会产生局部过烧，形成随后热加工中的重大缺陷之一(从进厂的锻件上往往可明显的看到这种过烧的缺陷)。尤其是含cr和Mo元素的四元钢，即使表面不出现异常过烧，在内部也可能存在过烧缺陷，因此只做外观检查是不够的，如果条件允许最好配合进行超声探伤检查。所以合理选定加热温度和保温时间是很关键的。

2．3．2锻造比

当锻造比不足，工件中心变形小，偏析和钢锭原铸态组织仍局部保留，常见的就是钢材的偏析、疏松、微孔等缺陷，粗晶也是最常见的缺陷；锻比过大，机械性能异向性增大，横向机械性能降低较多。

2．4热处理炉的性能

箱式炉因密封性能差，所以造成炉温均匀性差，炉内各区的温度与炉顶热电偶指示的温度都有一定的差异。随着保温时间的延长并不能完全改善上述的情况，这样同一炉的锻件因在炉内各处的位置不同，锻件与锻件甚至同一工件的表面，到温时各位置间可能达到不同的温度。大截面锻件还存在表层与心部的温差，造成工件的晶粒粗细不均匀，尤其是合金元素及碳在奥氏体中分布的不均匀性。

3主要工艺问题分析

这个工艺是在不知原材料成分偏析的程度和锻件质量的情况下，只能从有利于碳和合金元素的溶解及奥氏体成分均匀化来推荐规范性的淬火温度。在操作中发现某些有组织缺陷的工件加热到上限温度860℃比下限温度840℃淬火的开裂倾向更大大截面零件与同样几何形状的零件淬火后所得组织不同，其应力状态分布也不一样。淬火温度对开裂倾向的影响是相当大的，为此同样一种钢材制作的锻件，在不同的条件下应灵活地确定合理的淬火温度，在某些特殊情况下可把奥氏体化温度和淬火温度分别制定操作工艺是比较合理的。