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金相检验技术与紧固件失效案例分析
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//www.lgmi.com 发表日期：2013/9/16 15:37:55
兰格钢铁 |
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2013年9月27-28日，杭州金蜘蛛培训中心将举办一场“金相检验技术与紧固件失效案例”专场研讨会，由高级工程师张先鸣主讲。
先进紧固件是高端机械制造之本，其作用可谓“四两拨千斤”。表面上紧固件产值只占机械行业的百分之几，实质上，它带给关键构件和装备的附加值要高得多。如汽车紧固件是经济价值较高的紧固件，由于对品质和可靠性的要求很高，我国生产的还不能完全达到国产化；汽车用于关键部位的发动机连杆螺栓、飞轮螺栓、车轮螺栓、悬挂螺栓等，都是关系生命、财产安危的重要紧固件，目前还有30%～50%依靠进口。它们的制造技术虽然与一般的紧固件有某些相似之处，但其制造与检测技术、装备、材料、管理控制等，都有极大不同，为紧固件技术最高、最集中的体现。
热处理是控制紧固件性能、保证长寿命和安全可靠的关键技术，是先进材料高端机械装备竞争力的核心要素。国际上凡是出品名牌产品的紧固件制造企业，历来高度重视热处理技术的研发，通过大量投入、长期积累和持续改进，掌握独到的热处理技术并严加保密，他人可以造出几何要素与精度完全相同的仿制品，然而使用寿命和可靠性则难望其项背。
我国已成为制造大国，虽然近20年来，热处理规模快速增长，但技术热处理技术上与世界先进水平还有几十年的差距，导致国产高端紧固件落后于主机的瓶颈现象日益显现。
如10.9级高强度螺栓，调质处理能大大提高材料的抗拉强度、规定非比例延伸应力、提高屈服比和冲击韧度，使材料具有强度和塑韧性的良好的配合。由于疲劳强度、冲击韧度的提高，在高强度螺栓设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少整机的整体重量，节省零部件占用空间和能量消耗。
常用的低、中碳结构钢、低合金结构钢，20、35、45、20MnTiB、10B21、10B33、35CrMo、40Cr、42CrMo和40CrNiMo等钢只有通过调质处理才能充分发挥合金元素的作用，不调质就等于浪费了宝贵的资源。
GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》新标准的发布，强调对8.8级及以上产品的材料要求应有足够的淬透性，以确保紧固件螺纹截面的芯部在淬硬状态、回火前获得约90%的马氏体组织。实际上对于8.8级螺纹直径超过20mm的紧固件为保证良好的淬透性，需采用标准中规定的合金钢材料淬火并回火。为此，金相检验在紧固件行业得到快速发展，金相检验不仅是借助于金相显微镜来研究金属材料的内部组织，而且还通过肉眼或低倍放大镜下进行宏观检验。
高强度螺栓的主要失效模式是疲劳，其突出特点是在无明显变形下突然失效。解决疲劳失效问题的关键是热处理技术。热处理不仅赋予材料极限性能和赋予高强度螺栓极限服役性能，为高强度螺栓服役提供了保障。因此，紧固件热处理的非常重要。一些企业在热处理出现产品质量问题时，再想到热处理的重要性和技术的提高，亡羊补牢，犹未迟也。
螺栓淬火回火后性能达不到技术要求，影响因素可以是多方面的，对其进行质量分析，是一个复杂的过程。这里只是强调金相检验时应注意有无影响强韧性的不利因素，诸如晶粒粗大、非金属夹杂物、网状渗碳体、网状铁素体、淬火组织中的非马氏体组织以及低倍检测中的显微偏析造成的组织不均匀性等。
钢铁材料组织形态与材质、工艺、性能之间关系的研究是人们百年来为之努力不懈的一大课题。而组织形貌的识别、分析(即金相检验)是一门实践性很强的学科，需要实践经验及借鉴、参考。但是，由于很多材料不同处理状态的显微组织非常相似，比如铁素体、碳化物和残余奥氏体，低碳板条马氏体和羽毛状上贝氏体，高碳片状马氏体和针状下贝氏体等，尽管电子显微镜能准确判断并区分，但生产实际要求的快速检验往往不允许，给显微组织的检验工作带来一定困难。其实很多显微组织只要认真仔细的观察，会在光镜下发现其独立的特征。金相检验的目的，一方面是为了判定螺栓成品的质量是否符合有关标准规定；另一方面是通过观察鉴定各种缺陷的分布状况和性质，分析产生缺陷的原因和各种工艺因素对质量的影响，为改进工艺和试验研究提供数据，这是当前不可获缺的手段。
你知道紧固件热处理的重要性吗？你懂得金相检验与热处理的关系吗？你会金相检验分析紧固件失效案例吗？2013年9月27日(周五)上午9点至12点，下午2点至5点；9月28日(周六)上午9点至12点。杭州金蜘蛛培训中心将举办一场“金相检验技术与紧固件失效案例”专场研讨会，由张先鸣高级工程师主讲。
张工长期在国企、民企从事金属材料及金相热处理工艺研究；尤其擅长紧固件等机械基础件的技术工作，有丰富的热处理现场经验，对新材料、新工艺开发运用有一定独特的见解，在国家级、省级专业杂志发表论文250余篇，有多项成果获省级技术成果三等奖，是金蜘蛛紧固件网特聘顾问专家。
专场研讨会内容：1、金相检验技术与组织分析(基础)；2、调质的金相检验；3、紧固件的失效形式与原因初探；4、讨论高强度螺栓断裂案例若干；5、解读紧固件最新金相检验标准；6、紧固件的热处理。
课程所能解决的问题：
一、金相检验技术，热处理缺陷分析和产品失效分析初步
1、金相检验基础
2、钢的宏观检验技术基础
3、金相检验技术及设备
4、钢材原材料的非金属夹杂物的金相检验、碳素钢和低合金钢中的基本组织
5、结构钢的金相检验
6、紧固件渗碳表面热处理后的金相分析
7、热处理缺陷分析及失效分析初步
二、金相检验技术与热处理实践中的热点问题解答
1、铁素体与渗碳体的鉴别
2、马氏体及其回火产物的识别
3、未溶铁素体和先共析铁素体的区别
4、淬火托氏体和回火托氏体的鉴别
5、铁素体和残余奥氏体的的鉴别
6、碳化物与残余奥氏体的鉴别
7、板条马氏体与上贝氏体的鉴别
8、片状马氏体与下贝氏体的鉴别
时不待我，技术创新难得。详情请关注本月27号举行的金蜘蛛紧固件培训研讨会。 |
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