高强马氏体不锈钢内齿轮裂纹的失效分析

分别从化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析、宏观检测与SEM形貌观察对9Cr18不锈钢内齿轮的断口裂纹进行了分析，最终确定了裂纹的性质，并对可能的开裂原因进行了分析。结果表明：内齿轮通过淬火+低温回火处理到（60±2）HRC的硬度，本身马氏体转变过程组织应力较大，且此时材料组织为回火马氏体+碳化物的组织状态，碳化物的存在会大幅降低材料的抗裂纹扩展能力，材料的脆性大幅增加，使零件应力的敏感性也大幅增加。加之零件本身存在应力集中部位，以上综合因素导致内齿轮发生了开裂。改进措施为结构上在尖角处增加小圆角，同时在过渡或尖角处表面不能有毛刺或凸起，以减小应力集中的风险，热处理后对产品采用磁粉检测表面裂纹，通过该措施保证了加工的零件无裂纹。