2A12 零件机加外表面金属剥落现象分析

引言：

某 2A12 零件经原材料复验合格后，进行锻造—热处理—机加，在机加过程中发现外表面局部存在金属剥落现象，对其进行分析。

1、宏观检查

零件宏观形貌如图 1，机加外表面局部存在缺陷，表现为网状裂纹和材料剥落现象，如图2。

分别从材料剥落部位及其附近正常表面取样进行显微组织检查。材料剥落部位显微形貌如图3，可见晶粒异常粗大，存在沿晶开裂现象；化合物分布均匀，颗粒细小，边界圆滑，但无明显过烧特征（图 4）。零件正常表面区域材料显微组织形貌如图 5、图 6，可见晶粒相对较大，化合物分布情况与剥落部位无明显差异。

对机加外表面缺陷部位取样进行扫描电镜检查，形貌如图 7^～ 图 9，可见局部表面存在裂纹（图 7）及基体金属剥落现象（图 8），基体金属剥落表面高倍形貌如图9，其表面被致密的氧化物所覆盖，已不能观察到原始断口形貌特征。

对机加外表面缺陷区域进行 X 射线能谱分析发现，缺陷部位除母材正常合金元素外，氧含量较高，可见缺陷部位已被严重氧化。详见如下能谱分析报告。

4、分析讨论

原材料经入厂复验合格，金属剥落部位及附近正常表面显微组织均无过烧现象，可排除原材料缺陷及最终热处理过程加热温度失控的现象。金属剥落表面被严重氧化，已看不到断口形貌特征，说明裂纹在淬火之前已经存在。金属剥落区域及附近正常表面晶粒粗大，化合物分布均匀且边界圆滑，说明存在过热现象。结合工艺过程推断，锻造保温时间过长应为产生过热现象的原因。金属剥落区域晶粒异常粗大且存在沿晶裂纹，说明外表面局部受热不均，严重过热的部位在锻造过程中发生开裂，裂纹与空气接触，在高温下发生氧化。

5、结论

零件机加表面局部金属剥落原因为：锻造保温时间过长，局部温度过高，导致组织过热，锻造过程中零件外表面局部开裂，机加时显示沿晶裂纹并发生金属剥落的现象。