17CrNiMo6鋼高速軸裂紋斷軸分析及防止措施(標準版)

1、17CrNiMo6鋼高速軸裂紋斷軸分析及防止措施（標準版）Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（平安管理）單位：姓名：日期：編號：AQ-SN-0232建筑平安技術 I Building Safety Technology 建筑施工17CrNiMo6鋼高速軸裂紋斷軸分析及防止措施（標準版）說明：平安技術防范就是利用平安防范技術為社會公眾提供一

2、種平安服務的產 業(yè)。既然是一種產業(yè)，就要有產品的研制與開發(fā)，就要有系統(tǒng)的設計、工程的 施工、服務和管理?？梢韵螺d修改后或直接打印使用。針對17CrNiMo6鋼高速軸出現(xiàn)裂紋斷軸問題，分析了產生裂紋 斷軸的原因，并提出了預防措施。2014年2月18日，恒晉煤業(yè)采煤事業(yè)部安裝的SSJ-1000型皮 帶機，其配套減速機是英國波頓（B0T0N）生產的，高速軸材質為 17CrNiMo6鋼，在使用過程中發(fā)生裂紋斷軸事故。隨后我礦組織相關 科室人員，會同減速機廠方技術人員對此次事故進行了全面細致的 分析。對軸裂紋產生的原因分析從加工角度分析產生裂紋的原因主要是滲層在冷卻過程中產生不均勻相變造成 的。滲層中存

3、在大塊滲碳體和連續(xù)的網狀碳化物，滲層的金相組織建筑平安技術 I Building Safety Technology 建筑施工為三層，最外層為下貝氏體和網狀碳化物；中層為淬火馬氏體、下 貝氏體和網狀碳化物；第三層為下貝氏體加鐵素體，由表及里的硬 度檢查見下表。檢查部位滲碳層母材外表層中間層過渡層硬度(HL) 420. 433. 458513. 501. 479492. 479. 414318. 337. 307 相變受下述因素 影響：1溫度的影響由于碳在鐵素體中的溶解度較小(最高約為0.025%),而在奧氏 體狀態(tài)下，滲碳溫度越高，碳在其中的擴散系數(shù)越大，既滲碳速度 越大。但溫度不宜過高，否那

4、么滲碳設備使用壽命顯著下降或損壞， 而且溫度過高時間過長會造成滲層組織粗大，碳化物級別超差等缺 陷。通常生產實際中采用900、930C滲碳。碳濃度的影響緩冷裂紋與滲碳時的碳勢有關。在滲碳初期，由于工件外表窮 碳，接受活性碳原子的能力很強，滲碳速度較快，此時爐內碳勢較 低，需要向爐內通過大量的滲劑，以維持爐內的碳勢，具體還與裝 爐量有關，此時如果不能及時補充滲劑，可能造成滲碳時間過長，建筑平安技術 I Building Safety Technology 建筑施工碳濃度分布曲線下凹等缺陷，但也不能過強，否那么可能出現(xiàn)大量網 狀碳化物而無法消除。當工件外表含碳量不斷升高，碳勢不斷建立 的情況下，應

5、逐步減少滲劑的加入，滲碳進入擴散階段，如果此時 仍保持大劑量的滲劑，就要形成外表網狀碳化物，使?jié)B層的強度下 降，脆性增加，尤其是抗拉強度的下降，對防止出現(xiàn)緩冷裂紋相當 不利。滲碳時間的影響當滲碳溫度、碳勢確定以后，滲碳時間主要取決于有效硬化層 深度，滲碳時間越長，硬化層越深，反之越淺。對于17NiCrMo6鋼 硬化層在10-15 um的工件，如果擴散期控制不好，時間過短，有可 能造成滲層碳濃度分布曲線過陡，在以后的緩冷過程中，形成緩冷 裂紋。緩冷速度的影響緩冷一般是在冷卻井中進行的，其冷卻速度應比空冷更加緩慢, 以便盡可能得到較平衡的組織。如果由于某種原因，使緩冷速度相 當于空冷速度，結果就要

6、出現(xiàn)緩冷裂紋。分析結果也說明，當滲碳建筑平安技術 I Building Safety Technology 建筑施工層外表的含碳量到達共析成分以上時，滲層的淬透性不完全相同， 在特定的緩冷速度下，發(fā)生不均勻相變，中間層的馬氏體比容較大, 使外表受拉應力，由于表層有惡化，承受不了大的拉力而開裂。從安裝與使用的角度原因分析1安裝誤差的影響把斷軸更換后，通過現(xiàn)場操平、找正，原來與規(guī)定要求的偏差: 見下表1。分別比規(guī)定的多：0. 21. 2mm； 0mm； 12O由于嚴重不同心及角度位移存在，使得軸長期在不良的狀態(tài) 中運行，加之軸上還有一制動輪，由于高速旋轉產生離心力，使得 應力集中到一點，時間長了就

7、發(fā)生裂紋斷軸事故。表1減速機與電動兩聯(lián)軸器的誤差表（梅花形）許用軸向位移（mm）許用經向位移（mm）許用角度位移（）建筑平安技術 I Building Safety Technology 建筑施工05. 00. 81.8. 02. 0實際軸向位移（mm）實際經向位移（mm）實際角度位移（）22檢查、操作不當?shù)挠绊懺摬科C是雙電機驅動，且安裝有電液推桿制動閘，假設兩制 動閘不同步，或者有一個制動閘不運行或運行不正常時，當皮帶機 啟動時，一個制動閘翻開，而另一個還沒有翻開或打不開，那么打 開的那個高速軸就會很容易產生扭軸裂紋，發(fā)生斷軸事故。防止措施建筑平安技術 I Building Safety

8、 Technology 建筑施工3.1防止緩冷裂紋措施通過上述分析可知，產生緩冷裂紋的條件一是滲層中存在著大 量的塊狀及網狀碳化物，使之性能惡化；二是滲層中發(fā)生不均勻相 變。預防措施是：首先要防止?jié)B層中產生大量網狀碳化物。對于 17CrNiMo6這種含Cr、Mo強碳化物形成元素的鋼，滲碳時碳勢不能 過高，尤其是到了擴散期，一定要把碳勢降到0.9%C左右，并保持 一定的時間，防止產生碳化物。另外，要防止中間層產生馬氏體。緩冷效果比擬好時，一般組 織比擬平衡，沒有不均勻相變，但由于冷卻井內比擬潮濕，水分較 大，使冷卻速度提高而產生裂紋。如果冬天環(huán)境溫度比擬低，工件 裝爐量少，雖然是在冷卻井中，冷卻速度仍很快，也容易產生緩冷 裂紋。2防止安裝及操作措施2.1安裝時嚴格按照安裝要求進行操平找正工作，使誤差在