常州宝菱重工机械有限公司 江苏常州 213019

1 序言

2019年，常州宝菱重工机械有限公司生产的一批42CrMo钢车轮，共152件，在成品MT检测过程中发现79件出现开裂，开裂位置主要为小外圆端面宽度55mm环槽靠近外圆侧根部圆角处、沿减重孔孔口处和大外圆台阶根部圆角处。为查找开裂原因，对开裂车轮进行理化检测及分析。

2 产品信息

车轮材质为42CrMo合金结构钢，图样设计φ350mm外圆及踏边感应淬火处理，硬度55～61HRC，淬硬层深度2～4mm，车轮结构如图1所示。

图1 车轮结构

车轮生产工艺流程：毛坯锻造→粗加工（UT检测）→调质→半精加工（MT检测）→淬火→精加工（MT检测）。车轮淬火采用正火圈感应加热方式，待淬火表面加热至淬火温度且均匀后，整体浸入AQ251水溶性有机淬火液中，进行快速冷却，达到表面淬火目的。

3 理化检验

3.1 宏观检测

车轮感应淬火后，在三个部位出现了裂纹，宽度55mm环槽靠近外圆侧底部圆角处裂纹形貌如图2所示；沿减重孔孔口位置裂纹并向外延伸，部分裂纹已延伸至外圆表面，如图3所示；外圆台阶根部圆角处裂纹并环向延伸，如图4所示。

图2 55mm环槽靠近外圆侧底部圆角处裂纹

图3 沿减重孔孔口位置裂纹

图4 外圆台阶根部圆角处裂纹

3.2 化学成分分析

对开裂车轮取样后进行化学成分分析，结果见表1。对比GB/T 6396—2006《大型合金钢锻件 技术条件》[1]中对42CrMo钢的化学成分要求，符合标准。

表1 42CrMo钢化学成分（质量分数） （%）

3.3 硬度分布检测

在车轮开裂位置截面取样进行硬度分布检测，如图5所示。从图中可以看出，车轮外圆及踏边均已被淬硬，淬硬层较深且已经到达宽度55mm环槽部位。……