机车停车轴断裂早期失效？用超音频感应加热设备防治

     铁路机车停车轴是机车上的重要零件，采用38CrMoAl钢制造。停车轴工作环境恶劣，火车遇突发事件停车时，停车轴承受较大的冲击载荷作用，同时工作中受到周期性扭转和弯曲疲劳应力作用，因而要求工件具有高强度（疲劳强度）和高的冲击韧度，并且刚性、塑性优良。停车轴加工工序为：锻造一退火一调质一机加工一渗氮一检验。生产中发现，停车轴在运行中于轴阶处突然发生断裂，造成工件早期失效报废。停车轴断口检验发现，断口具有明显放射形快速断裂特征，断面平齐，未见性变形，瞬断区于距轴心约3.5mm处。断口金相织为呈粗大板条马氏体位向的回火索氏体，板条长约120 -250μm停车轴硬度偏高，这种粗大板条马氏体是硬脆组织，回火后组织仍粗大，硬度高，硬度为280HBW，具有脆性，同时组织中有分散型脆性夹杂物，这些均是工件在外力作用下发生断裂的隐患。分析认为，断裂停车轴粗大组织是由于锻后退火不足产生的。这种粗大组织增大材料脆性，使工件材料的强度和韧性大为下降，因而在工件高应力下或冲击载荷下，于工件应力集中的危险截面部位出现早期断裂失效。为改善上述粗大组织的缺陷危害，用超音频感应加热设备进行了停车轴退火和淬火工艺试验，粗大组织通过退火处理可以得到很大改善，获得短片状珠光体+沿晶块状铁素体，其硬度约为208HBW，去除了粗大组只的硬度偏高和脆性大的缺陷。退火组织淬火后形成细针状马氏体+板条马氏体，硬度为50～51HRC，其金相组织和性能（硬度）合格。因此，在生产中如出现锻造后形成粗大组织且性能脆化，可以通过退火处理来消除。退火工艺可采用950℃ x3.5h处理。