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某工廠的風(fēng)電齒輪產(chǎn)品在熱處理生產(chǎn)時(shí)，工裝底盤發(fā)生斷裂，底盤為耐熱鋼鑄件，材質(zhì)為德標(biāo)DIN 1.4865。國內(nèi)某供應(yīng)商交貨承諾工裝符合技術(shù)協(xié)議要求，底盤有6個(gè)均布的承重臂，在任何起吊環(huán)節(jié)（起吊溫度范圍為室溫至850℃）滿足最大承重8.0t，安全系數(shù)為2.0，滿足150個(gè)滲碳淬火循環(huán)次數(shù)。斷裂前，工裝底盤僅僅經(jīng)歷過20個(gè)滲碳淬火循環(huán)次數(shù)，所經(jīng)歷的承載重量范圍4.2～6.5t。斷裂時(shí)工裝承載的重量為6.0t，單臂承重僅1.0t。正齒輪滲碳淬火后，從淬火鹽槽起吊時(shí)，工裝底盤碰觸鹽槽內(nèi)壁后，其一支承重臂在根部位置平齊斷裂，如圖1所示，斷裂后承重臂墜入淬火鹽槽。

（1）承重臂根部的側(cè)壁厚約25mm，此處承受向下的彎曲應(yīng)力，在斷裂之前已萌生細(xì)微的貫穿裂紋，如圖2a中橙色箭頭所示。該裂紋經(jīng)歷過多次滲碳與氧化的作用后已呈黑色，深約4 mm，顯著降低了工裝材料的強(qiáng)度。

（2）斷口的裂紋源處，存在一個(gè)明顯的大顆粒夾渣，如綠色方框所示，在斷裂時(shí)其自身也破碎，斷裂面呈琉璃狀。該夾渣尺寸，長約26 mm，寬約7 mm，嚴(yán)重破壞了材料基體的連續(xù)性，顯著降低了材料的韌性和塑性，且此處可形成應(yīng)力集中。淬火時(shí)產(chǎn)生了較大的熱應(yīng)力，起吊時(shí)產(chǎn)生較大的承載力（遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)承載力），碰撞時(shí)還產(chǎn)生了一定的瞬時(shí)應(yīng)力，在綜合應(yīng)力作用下該夾渣即成為裂紋源，導(dǎo)致工裝底盤發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂。

（3）夾渣的可能來源分析：冶煉時(shí)金屬熔料引入難熔的氧化物；澆注前除渣工藝不到位，熔渣不能上浮在液體金屬表面或進(jìn)入冒口，而隨同液體金屬流入型內(nèi)；澆包在使用前沒有將殘?jiān)敖饘傺趸锴宄蓛?；砂型或澆注系統(tǒng)的表面粘附著多余的砂粒，澆注時(shí)被帶入型腔；砂型的堅(jiān)實(shí)度不均勻，堅(jiān)實(shí)度低的型壁表面容易被液體金屬浸蝕并形成低熔點(diǎn)的化合物。從斷裂實(shí)物來看，夾渣表面呈亮色的琉璃狀，且位置貼近砂型上壁，因而最可能的原因就是砂型造型不足的問題。

改進(jìn)措施

（2）為防止出現(xiàn)冶金質(zhì)量問題，供應(yīng)商還應(yīng)當(dāng)分析夾雜物、砂眼、縮孔、疏松、裂紋、偏析等鑄造缺陷的所有可能來源，根據(jù)生產(chǎn)步驟逐一排查，采取改進(jìn)鋼材冶金質(zhì)量的工藝措施。

（3）工裝加工完成后應(yīng)嚴(yán)格逐件進(jìn)行超聲波及滲透探傷等無損檢測，交付產(chǎn)品不得含有夾渣、砂眼、大顆粒夾雜物、縮孔、裂紋等冶金缺陷。

（4）熱處理安全生產(chǎn)，應(yīng)重視熱處理工裝的使用壽命。為避免人員安全以及工件墜毀的風(fēng)險(xiǎn)，熱處理車間技術(shù)人員應(yīng)制定工裝的使用規(guī)范，確立臨界危險(xiǎn)裂紋尺寸；操作者應(yīng)定期在使用前對(duì)工裝進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)裂紋，立即隔離，不再使用。