案例研究：非常规治疗提高恒定张力带的质量

改善金属成分的物理特征通常需要细心处理，使它们陷入破坏的边缘。这是一群冶金热条纹怪癖，不断与之抗衡。
几年前，一个长期的客户要求我们调查其提供给美国少校的恒定张力频段的热处理汽车制造商。热处理这些部分很复杂。即使是丝毫规格的条件，也可能导致质量测试失败。
在这种情况下，我们需要弄清楚如何由于应力腐蚀破裂而降低恒定张力带失败的风险。
在监视了无数变量的严格调查后，我们在完善热处理过程并提高频带质量的途径中违反了一些基本规则。

在严重的服务环境中固有的风险

ASM International将应力腐蚀破裂定义为“由于同时存在拉伸压力，环境和易感物质，发生的故障过程。故障通常采用深处渗透到金属中的细裂纹形式，几乎没有或根本没有附近表面或周围结构变形的腐蚀的证据。”
我们的客户生产的恒定张力带旨在确保汽车和卡车中的橡胶软管保持贴合。它们由6150弹簧钢制成，默认合金用于此应用。
但是，在底盘下或底盘下方是一个粗糙的服务环境，其腐蚀性（例如道路盐和水）。在这种环境下，满足应力腐蚀危险风险的标准：

• 6150钢很容易受到应力腐蚀破裂的影响。
• 存在腐蚀源。
• 该部分处于压力下。

奥斯特式6150恒定张力带

零件规格要求恒定的张力带为austemper进而在熔融盐浴中淬火针对约50 hrc的硬度。
奥斯特植物会产生贝氏体，这是钢的结构特征，已知不易应力腐蚀破裂。为了确保该部分在达到目标硬度时保留该结构，我们必须将盐浴设置为高于6150钢的马氏体起点的温度。马氏体起点是温度，冷却钢的结构将开始从贝氏岩过渡到马氏体。我们必须避免这种过渡，因为马氏体与更大的应力腐蚀破裂风险有关。
换句话说，成功的热处理需要非常接近情况的过程参数，这将导致质量测试失败和可能的部分故障。
这是冶金等同于穿线的，因此我们对零件进行了频繁的应力测试。如果恒定的张力带无法按预期执行，则软管可能会从其连接中松动，从而导致严重的发动机问题。
在这种情况下，测试发现比客户容忍的重新处理需要更多的重新处理。由于失败，汽车制造商或驾驶员没有提出任何问题，但没有任何问题，但持续的恐惧仍然笼罩着我们的客户。

传感器故障，故意破坏规则和解决问题

OEM规格要求我们的客户开发一个实验，以了解正在发生的事情。我们必须进行测试。正确地，意味着监视并注意数千个过程变量。
首先，将零件按照指定的热处理后，将它们放置在塑料mandrel上，该塑料曼德尔在其屈服应力水平附近施加载荷。
接下来，将部分浸入浓盐酸溶液中。如果零件在过去的八分钟之前没有捕捉，那就成功了。
测试正常进行，直到一天，什么都没有错。
我们密切关注过程参数是一件好事。仔细研究我们在热处理和应力腐蚀破裂测试中收集的所有数据，我们发现了一个异常：在高渗透期间，炉中存在的碳的真实量小于指定量。尽管我们的团队将炉子校准到正确的设定点，但仍要归咎于碳缺陷的传感器错误。
这是一个关键的细节。冶金学说指出，要实现我们使用的6150弹簧钢的目标特性，炉子中的碳固定点必须与钢的碳含量相匹配。零件与大气之间的平衡确保零件的碳含量在治疗过程中不会改变。
实际的碳设定点较低，导致了钢的轻微脱氧，其中一些碳是从零件中抽出的。
我们的冶金学家感到困惑。该应用程序中的脱氧化是不可以的，因为它改变了马氏体的起点，增加了马氏体形成的机会。回想一下，该应用程序的马氏体形成是不好的。
实际上，看起来真的很好。我们开始实验“不正确”的治疗条件，故意降低碳固定点。该零件并未使其应力腐蚀破裂测试未能通过。
我们也进行了更多的调整，包括高于指定的1,550华氏度的可隔离。这导致该部分中原代碳化物的溶解得到改善。
为了确认我们发现了一个过程，该过程会导致应力腐蚀破裂测试失败，我们加强了内部测试的参数。我们将其撞到了12分钟后，而不是在八分钟后浸入盐酸溶液中的失败。
仍然没有失败。

为什么我们认为它有效

我们怀疑我们观察到的机械特征的改善是这一事件序列的结果：

1. 当炉中的较低碳设置点引起零件的轻微脱氧化，它为淬火过程中马氏体形成奠定了基础。
2. 马氏体在形成时会扩展，并占用比贝雷特更多的空间。
3. 马氏体的形成可能会在零件表面施加压缩应力。
4. 这种增加的压缩应力将降低零件表面上的操作应力，从而减轻已知引起应力腐蚀破裂的三种条件之一。

以下是在显微镜下拍摄的照片，显示了在不同温度下处理的恒定张力带的结构。
首先，在1690、1650和1600华氏度时的零件的50倍放大表面视图：

接下来，在不同温度下的零件表面附近的400倍放大视图：

最后，1000倍放大了奥斯特零件的核心的视图：

定居新的热处理配方后，我们将其带给了客户。他们根据我们收集的引人注目的数据批准了我们的更改。他们的业务通过两种方式改善。
首先，随着压力测试失败的少量，批次少得多，需要返工，最终降低了制造成本。其次，客户不再生活在不断恐惧的状态下。

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