農(nóng)用柴油機(jī)曲軸材料選用球墨鑄鐵制造，曲軸工作中承受彎曲、壓縮、拉伸和扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力和疲勞應(yīng)力作用，要求工件具有高強(qiáng)度、良好的韌性、高耐磨性和高疲勞抗力。技術(shù)要求：曲軸硬度為40-48HRC。熱處理工藝為：890℃×45min 加熱奧氏體化，（260-270) ℃x60min等溫處理后空冷淬火。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，若干曲軸在連桿軸頸處產(chǎn)生裂紋，有的呈單獨(dú)分布直線狀，有的為網(wǎng)狀龜裂或分枝狀，裂紋深淺不一，深裂紋貫穿工件厚度，洼裂紋約0.6mm，造成工件報(bào)廢。

檢驗(yàn)曲軸硬度為49-50HRC，較工藝要求值偏高。金相觀察發(fā)現(xiàn)，工件球化良好，石墨為球狀或團(tuán)狀，有少量呈團(tuán)片或厚片狀，球化率為2級(jí)；檢驗(yàn)?zāi)ハ髁鸭y深度，最淺處為0.2-0.4mm，深處0.5-2.0mm。金相分析工件裂紋處組織，工件等溫淬火后，裂紋處組織為下貝氏體+殘留奧氏體+少量馬氏體，大部分為白色組織，同時(shí)有氮化物夾雜及小石墨分布，裂紋沿晶界并在白色組織區(qū)沿夾雜二相擴(kuò)展，或在下貝氏體與少量馬氏體區(qū)呈穿晶向內(nèi)延伸擴(kuò)展。

分析認(rèn)為，曲軸等溫溫度偏低，硬度偏高，造成工件內(nèi)應(yīng)力較高。工件磨削量過大，砂輪鈍和冷卻工藝不當(dāng)?shù)仁构ぜa(chǎn)生磨削網(wǎng)狀、分枝、直線狀裂紋。磨削裂紋的出現(xiàn)和工件組織缺陷造成內(nèi)應(yīng)力過大密切相關(guān)。當(dāng)工件組織應(yīng)力和熱應(yīng)力與機(jī)加工應(yīng)力疊加超過工件抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生裂紋，并隨應(yīng)力加大迅速擴(kuò)展。

曲軸組織中夾雜物缺陷多，白色組織區(qū)中存在磷共晶偏析，進(jìn)一步增加了晶界與晶內(nèi)的組織應(yīng)力，造成應(yīng)力集中。工件晶界夾雜和磷共晶偏析區(qū)域是高應(yīng)力區(qū)域，也是工件應(yīng)力集中和強(qiáng)度薄弱區(qū)，裂紋首先在這里產(chǎn)生并沿晶界和缺陷處擴(kuò)展，工件冷卻不均時(shí)亦促進(jìn)裂紋擴(kuò)展。

為防止工件產(chǎn)生裂紋和斷裂，應(yīng)采取高頻感應(yīng)退火設(shè)備對(duì)曲軸進(jìn)行以下工藝改進(jìn)措施：

(1)為減少工件應(yīng)力，增加去應(yīng)力退火處理。

(2)調(diào)整等溫處理溫度。該曲軸等溫溫度偏低，硬度偏高，內(nèi)應(yīng)力增大，宜采用上限等溫溫度或稍高，使工件硬度在要求技術(shù)指標(biāo)內(nèi)。

(3)磨削采用小進(jìn)給量，降低磨削應(yīng)力，避免出現(xiàn)磨削裂紋。

(4)提高曲軸鑄件質(zhì)量，減少雜質(zhì)，防止鐵液氧化，避免出現(xiàn)氮化物夾雜與磷共晶偏析等缺陷。

采取上述工藝改進(jìn)措施后，曲軸生產(chǎn)正常，未出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，質(zhì)量優(yōu)良。