金相分析在外鎖閉裝置中的應(yīng)用探討

王效毅

文章編號(hào)：2095-6835（2017）10-0159-01

摘 要：道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備外鎖閉裝置是保證提速和重載線(xiàn)路運(yùn)輸安全的重要技術(shù)設(shè)備。其質(zhì)量決定著火車(chē)能否安全運(yùn)行，而金相分析能發(fā)現(xiàn)本質(zhì)問(wèn)題，因此，外鎖閉關(guān)鍵件均進(jìn)行了金相分析，有效消除了產(chǎn)品缺陷。

關(guān)鍵詞：外鎖閉裝置；金相分析；鎖閉鐵；鎖閉桿

中圖分類(lèi)號(hào)：TG115.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.159

1 外鎖閉裝置產(chǎn)品及其要求

外鎖閉產(chǎn)品主要包括鎖閉桿、鎖閉框、鎖閉鐵、鎖鉤、銷(xiāo)軸等。由于國(guó)家鐵路局對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量高度重視，外鎖產(chǎn)品的檢測(cè)由以前的力學(xué)和化學(xué)成分檢測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)榱爽F(xiàn)在的三項(xiàng)檢測(cè)，增加了金相檢測(cè)。金相作為一類(lèi)檢測(cè)項(xiàng)目，如果金相不合格，則產(chǎn)品不合格，其所涉及的外鎖產(chǎn)品必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，金相組織等級(jí)為1～4級(jí)（評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 13320），調(diào)質(zhì)后的晶粒度大于等于6級(jí)（評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 6894）。

2 金相產(chǎn)品的制樣過(guò)程及其原理

2.1 制樣過(guò)程

在進(jìn)行金相分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定制備試樣。如果金相試樣制備不當(dāng)，則可能出現(xiàn)假象，從而得出不符合實(shí)際的結(jié)論。制樣過(guò)程主要為：取樣→磨制→拋光→腐蝕。

試樣選取應(yīng)根據(jù)研究目的，取鋼材中有代表性的部位，試樣的面積200～400 mm2，高度15～20 mm。試樣可采用手鋸、線(xiàn)切割和錘擊法等提取方式，無(wú)論采用哪種方法切割，均不能因變形或受熱而導(dǎo)致試樣組織發(fā)生變化。

磨削過(guò)程分為粗磨和細(xì)磨。粗磨一般在砂輪上進(jìn)行，磨料力度的粗細(xì)對(duì)試樣表面粗糙度和磨削效率有一定的影響，應(yīng)注意蘸水冷卻，防止組織變化；在細(xì)磨的手工磨光試樣中，砂紙應(yīng)放在玻璃板上，依次用180#、360#、600#、1000#砂紙，每換一道砂紙，試樣應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，從而使前一道磨痕徹底去除。

拋光分為粗拋和細(xì)拋。打開(kāi)拋光機(jī)選擇“轉(zhuǎn)速”→“澆水”→“噴金相拋光劑”→“拋樣品”，用力要均勻，在拋的過(guò)程中可適當(dāng)加酒精（加快速度），最后用水拋干，樣品周?chē)粮蓛?。黑色金屬拋光盤(pán)的速度為800～1 200/min為宜。根據(jù)我廠產(chǎn)品的特點(diǎn)，粗拋采用帆布、5 μm金相拋光劑，施加壓力較大；精拋采用絲絨、3.5～2.5 μm金相拋光劑。常用的拋光磨料是金剛石研磨膏，它的特點(diǎn)是拋光率高、拋光后質(zhì)量好。拋光操作時(shí)，對(duì)試樣施加的壓力要均衡，應(yīng)先重后輕。在拋光期，試樣的磨痕方向應(yīng)與拋光盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向垂直，這有利于較快地拋出磨痕。在拋光后期，需將試樣緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣有利于獲得光亮、平整的磨面，同時(shí)，能防止夾雜物及硬性的相產(chǎn)生曳尾現(xiàn)象。

我廠的外鎖件是根據(jù)制樣原則，割取有代表性部位，通常的腐蝕方法為浸入法。浸入法是將試樣用夾子夾住，浸入盛有侵蝕劑的器皿中，使磨面朝上，并使試樣全部浸入，在侵蝕過(guò)程中應(yīng)搖動(dòng)侵蝕劑，使磨面腐蝕均勻。整個(gè)腐蝕過(guò)程為：光亮的磨面經(jīng)侵蝕逐漸失去光澤，變成銀白色或變成淡黃色，最后變?yōu)榛液谏?。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液侵蝕劑適用范圍包括淬火馬氏體、珠光體、鑄鐵等，而我廠的外鎖產(chǎn)品主要是調(diào)質(zhì)。所謂“調(diào)質(zhì)”，是指淬火和高溫回火，適合硝酸酒精溶液。

2.2 金相分析原理

金相分析原理具體為對(duì)金相磨面或金相顯微組織計(jì)算，由此得出金相組織的三維空間影像，并在得出影像的基礎(chǔ)上構(gòu)建組織與成分的定量關(guān)系。

3 金相分析的應(yīng)用及結(jié)果分析

3.1 外鎖閉零件硬度不足金相分析

外鎖閉零件部分由42CrMo制成，要求其硬度范圍為280～320 HBS，但常出現(xiàn)硬度不足（240～260 HBS）的情況。如果測(cè)定表皮成分合格，硬度計(jì)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)快檢驗(yàn)合格，弓箭表面無(wú)氧化皮的情況下，則只能借助金相進(jìn)行分析，分析硬度不足的具體原因。

如果組織中有未溶鐵素體，則證明淬火溫度低或保溫時(shí)間短，在加熱過(guò)程中沒(méi)有完全奧氏體化，奧氏體化溫度低；如果組織中有屈氏體等非馬氏體組織，則可能是淬火冷卻過(guò)慢，可以考慮冷卻介質(zhì)是否合格，冷卻液數(shù)量與裝爐量是否嚴(yán)重失衡；如果組織中只有珠光體加鐵素體，則證明未調(diào)質(zhì)，可能是淬火介質(zhì)選用不當(dāng)，淬火質(zhì)量達(dá)不到要求。

此次金相分析為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供了依據(jù)，能根據(jù)金相組織判定質(zhì)量事故的原因，并迅速給出相應(yīng)的解決方法。

3.2 失效零件銷(xiāo)軸的金相分析

通過(guò)對(duì)直徑為30 mm的銷(xiāo)軸調(diào)質(zhì)處理后發(fā)現(xiàn)，其表層組織0～4 mm為貝氏體組織，4～6 mm為貝氏體+少量珠光體， 6～12 mm為貝氏體+珠光體+鐵素體，中心區(qū)域?yàn)橹楣怏w+鐵素體+少量貝氏體，正常組織應(yīng)為回火索氏體。出現(xiàn)上述組織證明淬火過(guò)程中冷卻過(guò)慢，應(yīng)加快冷卻速度，該分析結(jié)果為生產(chǎn)工藝的改善提供了參考。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要論述了我廠外購(gòu)件的要求及金相分析制樣過(guò)程、原理，以及對(duì)不合格產(chǎn)品的金相分析和判斷，為產(chǎn)品質(zhì)量提高、找到質(zhì)量事故的原因及優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了路徑。綜上所述，金相分析對(duì)提高外鎖閉裝置產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)產(chǎn)品工藝、預(yù)防事故發(fā)生起到了關(guān)鍵性作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王春雁，胡衛(wèi)中，王冬雁，等.關(guān)于金相分析在生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015（04）.

〔編輯：張思楠〕