水泵主轴淬火后的缺陷及相关研究

　　淬火、退火、回火是机械加工上常用的热处理手段，其目的是改善机械零件的机械性能，如断裂强度、耐磨、抗压、硬度等，在我们对零件进行热处理的时候，偶尔会因为其他因素的影响，导致达不到预期效果，其中主轴因为要求高、直径大而经常出现类似问题。

　　我们从断口观察淬火后的泵轴表面就能发现，轴上存在肉眼就能看到的裂纹，且裂纹贯穿整个泵轴，裂纹平直。裂纹两侧无氧化现象，裂纹末端尖细，并逐渐消失，裂纹两侧派生出若干细小裂纹且沿晶界扩展，裂纹的曲折度较大。从上述现象的表现中，可以断定该裂纹为淬火裂纹。远离裂纹处组织较为均匀，但裂纹周围存在明显的和裂纹同向的带状碳化物偏析带。非金属夹杂物观察发现，泵轴组织中有大量非金属夹杂物存在。且非金属夹杂物不仅存在于基体中，还存在于轴的表层。

　　根据水泵泵轴淬火裂纹情况分析，部分裂纹贯穿于两个或两个以上的夹杂物。随后在继续冷却过程中，当心部温度下降到马氏体转变点，发生马氏体转变造成体积膨胀时由于表层已转变为强度高塑性低的马氏体，不易发生塑性变形，心部的膨胀受到表层的约束，结果钢件的内应力发生反向，表层为拉应力，心部形成了压应力，终被保留了下来。而这个存在外表面（或近表面）的切向拉应力，易使圆柱形构件在淬透的情况下形成纵向的淬火裂纹。

　　当直径小于13mm时，淬火过程中温差很小，组织转变相序很快，因而组织应力也不太大，所以表面不会开裂。当直径大于40mm时，零件难以淬透，组织应力相对较小，构件淬火后表现为热应力特征。热应力和组织应力叠加的结果，表面为压应力，拉应力已远离表面，所以也不会开裂。