生產中經常出現滲碳或碳氮共滲后淬火裂紋，導致零件報廢，既影響生產進度，也造成不必要的經濟損失。因此，分析產生裂紋原因，避免再現，至關重要。

1．問題描述

某單位生產4批零件，其加工工序如下：領料一車工一磨工一超聲波檢測一車工一磨工一碳氮共滲一高溫回火一平磨一車工（開槽）一鉆工一鉗工一檢驗一淬火一回火一磨工一磁粉檢測。

前3批零件均一次性合格，第4批（29件）零件加工至回火工序，噴砂后發現大量零件表面出現裂紋，如圖1所示。

2．查熱處理原始記錄

核查該批零件熱處理原始記錄紙，碳氮共滲830℃，保溫7h，冷卻箱+高溫回火650℃保溫310min空冷。淬火、回火工藝：鹽爐810℃，保溫23min，油冷+冰冷處理-60℃，保溫3h，空冷+回火160℃，保溫140min，空冷，均符合工藝資料參數要求。

3．裂紋零件剖切分析

取表面產生裂紋的3個零件作外觀、斷口、成分、硬度及金相組織等分析，其結果為：

(1)外觀檢查  如圖1所示，零件外圓面存在大量裂紋，各零件外圓面縱向裂紋數量不一。外圓面大部分縱向裂紋均貫穿開槽部位，槽口兩側裂紋周向位置基本一致且一一對應，皮為同一條裂紋；部分縱向裂紋存在拐彎現象及擴展至端面。

(2)斷口檢查  將零件裂紋人工打開進行斷口觀察：整個斷口基本分為3個區域(見圖2)。最外層為原始裂紋區，裂紋深度基本一致，約為0.3mm，斷面氧化嚴重，無斷口特征（見圖3），經能譜分析，該區域內含少量O及微量S、CI、K等元素。中間層為滲層范圍內人工打斷斷口，微觀形貌為準解理+少量韌窩（見圖4）；內層為基體人工打斷斷口，微觀形貌為等軸韌窩（見圖5）。

(3)化學成分檢查  經化學定量分析，結果如表1所示。

(4)硬度檢查  滲層部位：63.2HRC、 63.3HRC；心部：38.4HRC、38.8HRC。

(5)金相檢查  剖切零件外圓面及頂部弧面裂紋，所有剖切的裂紋深度及形貌基本一致，深度均約0.3mm，裂紋開口及寬度均較大，耦合性較差，尾端圓鈍，裂縫內可見大量氧化物，裂紋麗側基體可見大量彌散分布的顆粒狀氧化物；腐蝕后觀察滲層表面存在一層厚約25Um的碳化物帶，裂紋開口兩側碳化物帶未沿裂紋分布，裂紋附近組織與正常部位無明顯差異，如圖6-圖8所示。零件滲層組織為細針馬氏體+碳化物，心部組織為板條馬氏體。

(6)滲層檢查滲層深度及硬度梯度檢查結果如表2所示。

下一篇文章將對裂紋零件刨切結果進行分析并給出結論，敬請關注。

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