某柴油機廠生產(chǎn)的QT700-2球鐵曲軸的生產(chǎn)工藝為：沖天爐與電爐雙聯(lián)熔煉→澆注→拆箱（>72h）→熱處理。

在一個月的時間里2根φ270mm的曲軸在拆箱過程中發(fā)生斷裂現(xiàn)象，造成很大的損失。

材料檢驗發(fā)現(xiàn)2根曲軸的Mn含量偏高，Si含量偏低。

此曲軸為8缸機曲軸，斷裂發(fā)生在第4拐的主軸與曲柄連接處，斷面與主軸方向呈90°，整個斷面平整呈結(jié)晶狀，無黑渣、縮松等現(xiàn)象，未見有塑性變形呈脆性斷裂狀。

從斷口附近取樣作金相檢驗，曲軸球化率為3級，夾雜物<2級，符合技術(shù)要求。金相組織為：珠光體+少量鐵素體+碳化物和球狀石墨。其中碳化物呈塊狀與網(wǎng)狀。珠光體含量為95%～90%?；w組織中有網(wǎng)狀C化物析出為不正常組織。

從以上檢驗分析，曲軸的脆性斷裂與材料的組織有關(guān)，90%的珠光體與網(wǎng)狀碳化物使材料有很大的脆性，在有外力作用時很容易脆斷。網(wǎng)狀碳化物的形成與材料的成分，冷卻工藝的不合理有關(guān)。首先，成分中Mn含量偏高，增加了向珠光體轉(zhuǎn)變和正偏析的趨勢，Mn元素在凝固冷卻時除溶入奧氏體中，更易形成碳化物聚集于共晶團(tuán)的晶界處，最終形成晶間的碳化物。并且球鐵件中含Si量低，Cu，Mn等促進(jìn)珠光體成分較多時，鑄件在共析轉(zhuǎn)變時，過飽和的奧氏體冷卻不當(dāng)時也會使碳化物呈網(wǎng)狀，半網(wǎng)狀沿晶界析出。這些晶界之間的碳化物使鑄態(tài)球鐵韌性下降，脆性增大。其次鑄型采用剛性很大的型砂與冷鐵制作，鑄件冷卻時基本上無退讓性。在冷透的過程中由于鑄件收縮得不到松弛，各個曲柄產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，如有外力作用時很容易發(fā)生斷裂。

因此采用以下改進(jìn)措施

1.調(diào)整化學(xué)成分

嚴(yán)格控制原材料的供貨與檢驗，降低Mn含量，最終應(yīng)ω（Mn）<0.40%，使鑄件形成較少的晶界碳化物；適當(dāng)降低Cu的含量到0.60%～0.70%；適當(dāng)取Si含量上限2.3%～2.5%，使得鑄件在冷卻過程中奧氏體的含碳量降低，共析轉(zhuǎn)變時沒有碳化物沿晶界析出。QT700-2最終要求性能通過后續(xù)的熱處理來達(dá)到。

2.調(diào)整拆箱工藝

鑄件澆鑄后在20h～36h內(nèi)打開面箱，加快750℃左右的冷卻速度，使共析轉(zhuǎn)變時來不及析出網(wǎng)狀碳化物。60h時開始拆箱，這時鑄件仍有300℃左右的溫度，鑄件收縮較小，內(nèi)應(yīng)力也較小，避免與外力疊加產(chǎn)生斷裂。（榕霖）