履带链轨节开裂原因分析

415448 · 发表于 2021-9-18 17:30:28

各位老师好。挖掘机履带链轨节开裂，希望各位老师协助分析原因。
一、挖掘机工况
大理石作业工况，工作时间~2000Hr，其中行走时间~260Hr，在1000Hr时用户反馈出现链轨节开裂，如图所示，但是不影响正常使用。
二、履带链轨节制造工艺路线
1、材料35CrB，和其他履带厂家使用的35MnB略有不同；
2、制造工艺路线：下料-热模锻-空冷-调质-机械加工-工作面感应淬火-精加工-装配
3、锻造工艺参数：1250±20℃工频炉加热后模锻、空冷
4、调质工艺参数：870±10℃连续炉加热高速光亮淬火油冷却、460℃连续炉回火；
5、感应淬火：~900℃加热、PAG溶液冷却，硬化层深度按不同位置在6-12mm。开裂的位置也在硬化层上；
6、工厂的过程控制规范，可不用质疑工艺执行的符合性。
三、原因分析
1、故障件履带还在回收中，但是之前检查过该厂家类似链轨节的调质金相组织，详见附件；
2、一般链轨节锻造加热温度是1150℃，虽然没有找到35CrB的锻造加热温度，但是根据相近材料的锻造工艺参数，加热温度不会超过1200℃；
3、

蔡晓华 · 发表于 2021-9-18 17:30:29

是不是还存在开裂掉块情况？在链片大孔位置？您除了检查锻造温度以外，您公司使用的是哪种感应器进行感应淬火  仿形的还是通过式的？你要是考虑锻造温度的问题的话  检查一件锻后未调质的工件看一下，另外时效件回来后看一下晶粒度  多收集数据慢慢分析吧
这个问题很多四轮一带的企业都有出现  ，一直也没分析出结果。
这次借您这个机会  刚好大家共同探讨一下  寻求解决办法

415448 · 发表于 2021-9-18 17:38:55

不小心点击了发送。继续描述。
3、推定是锻造加热温度太高，出现了过热组织，导致冲击韧性急剧下降，是断裂的原因。
四、求助问题
1、目前仅是理论推导，故障件还在回收中，预计到10月底才能完成调查；
2、附件金相组织照片里，有过热的魏氏体组织吗？
3、如果锻造加热过热出现晶粒度长大和魏氏体，经过感应淬火后，金相如何分辨出魏氏体组织？
4、上面的理论推导是否成立？故障件回收做失效分析调查，除了断口宏观检查（断裂机制和裂纹源查找）、SEM检查、硬度检查、金相组织检查，还需要注意什么？

蔡晓华 · 发表于 2021-9-19 11:07:57

看您发的照片这是有掉块发生了您还可以看下链片轨面感应淬火的马氏体大小，我上家单位也一直在被这个问题困扰，我是做理化的有时候有些建议公司不采纳所以收集的数据不多，刚好遇到您我们探讨一下

415448 · 发表于 2021-9-19 16:12:45

在链轨节工作面全长范围都出现了掉块，故障件回来后，按JB9204评价LINK硬化层马氏体片长和检查晶粒度硬化层及母材大小，肯定是要做的。这个失效分析需要跨越金属学、锻造、热处理、金相等多个学科，而且还要对履带受力分析有一定了解，所以还是比较复杂。
感应器肯定是仿形的，加热方式是通过式。

dzkyx1314 · 发表于 2021-9-20 08:13:01

从图上看，主要开裂问题还是在感应淬火区域的掉块，从再现有资料来看，感应区的应力是主要分析方向。

蔡晓华 · 发表于 2021-9-20 08:58:19

这个问题现在比较多的四轮一带企业都有遇到，而且还都没有解决是个难题要是能解决了就好了

wangzeshi · 发表于 2021-9-20 17:53:44

请问感应淬火的频率是哪个区段的？高频、超音频还是中频？应当用中频为好。有没有用1150°C锻造？只要试一下，然后比较一下冲击韧性就可以有结果了。这叫黑箱处理。简单实用。另外，感应淬火的部位是否将锻造的氧化皮和脱碳层去掉了？

wangzeshi · 发表于 2021-9-20 17:55:20

我们合作，一同攻克这个难题。

daxingxingli · 发表于 2021-9-20 22:12:05

从你的金相里没有看到明显的魏氏组织，有贝氏体。
对于这类失效的研究，你应该在掉块的位置试着分析断口，不过一般因为客户不愿意停机，多以大概率断口只能看到个寂寞。你只能从隐约的断口轮廓初步判断一下起裂源位置。然后在起裂源那个位置与断口垂直取金相试样，检查起裂位置是否有明显的冶金缺陷，比如晶粒异常粗大、超标夹杂物等等。如果都没有检查一下硬度，硬度合格的话基本只能躺平了。一般来讲硬度值控制在一定限度内比较好，太软了磨损快，太硬了容易掉块，要取舍一下的，各个工厂都有自己的一套。另外需要注意的是确定下回火工序，不要只降硬度，要足够长的时间让材料硬度‘回’到合适的值。

415448 · 发表于 2021-9-21 15:43:54

daxingxingli：感谢回复！履带肯定要回收的，我们会对断口做失效分析。主要的矛盾焦点是锻造温度是否过高（理论分析哈），导致出现魏氏体和晶粒度长大，是掉块的原因。

che-zp · 发表于 2021-9-22 07:53:34

聚烷撑乙二醇PAG淬火介质的浓度是否合适？

T透的水滴 · 发表于 2021-9-22 09:09:33

锻造温度选择1050~1100度，检查金属流线，检查组织

sgxing · 发表于 2021-9-22 10:06:54

以前我待的一家企业工艺是这样的，35CrMO材料,调质，，整体中频，深度3-5MM，一直没有发现从中频处断裂的，仅供参考。

daxingxingli · 发表于 2021-9-30 22:53:20

415448 发表于 2021-9-21 15:43
daxingxingli：感谢回复！履带肯定要回收的，我们会对断口做失效分析。主要的矛盾焦点是锻造温度是否过高 ...

你们那笔指的位置应该做的感应淬火吧，这位置失效一般跟锻造关系可能不会太大。先看看硬度够不够，或者会不会太脆再说。这地方出问题一般和感应淬火质量关系大些。
另外，扫描电镜能不做就别做了，没啥意义，断口出来就被腐蚀磨损，真的，只能看到寂寞，而且你们放第三方做一个差不多2000-6000吧，浪费钱。确认一下看不到新鲜断口的话，金相硬度检查下就结案好了。
如果非要担心锻造温度太高导致晶粒粗大，看下螺纹连接面的角。

daxingxingli · 发表于 2021-9-30 22:57:45

sgxing 发表于 2021-9-22 10:06
以前我待的一家企业工艺是这样的，35CrMO材料,调质，，整体中频，深度3-5MM，一直没有发现从中频处断裂的， ...

难道你们不是做轨道面淬火？整体中频...这个工艺值得我们好好商榷一下
而且轨道面掉块一般和硬度关系比较大，通常来讲认为是脆性高，在边角处由于轨道面挤压而形成局部拉应力，从而导致裂纹萌生，进而掉块。也有太软了导致轨道面产生局部塑形变形和严重磨损的。

sgxing · 发表于 2021-10-4 10:43:11

是轨道面一次性中频加热

sunxingting · 发表于 2021-10-13 13:06:46

从链节表面来看，都是掉块，不是断裂。因此和锻件本身质量关系不大。能否提供下链轨节回火后表面硬度是多少？还有这产品你们肯定不是生产一次两次了，只是这一批次出现问题吗？有时间可和我联络共同学习下

sunxingting · 发表于 2021-10-13 13:10:55

你们生产的只是本批次出现问题吗？如果是请先确认以下项目1.表面硬度（可以找当时的记录是否偏高）2.断面硬化层是不是侧面深度过浅。检查项目完成后，方便可以联系我。

tanwx001 · 发表于 2021-11-2 08:29:05

本帖最后由 tanwx001 于 2021-11-5 11:39 编辑

415448 发表于 2021-9-19 16:12
在链轨节工作面全长范围都出现了掉块，故障件回来后，按JB9204评价LINK硬化层马氏体片长和检查晶粒度硬化层 ...

能否把轨节的硬化层情况图片发上来？

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