篮式过滤器筒体开裂原因分析与讨论

某工程篮式过滤器筒体材质为45钢，含碳量比较高，达到0.45%，马氏体比容较大，因此淬火时变形开裂的倾向也比较大，调质工艺为：810℃~830℃×30min预冷盐淬，540℃~560℃×45min空冷，但往往淬火结束还未入炉回火时，即在猝火冷却的后期，马氏体相变基本结束或完全冷却后，就发现多数筒体开裂。

按照热处理理论，淬火裂纹的产生是由于内应力超出了材质的强度极限所致，而内应力又包括表面与心部的温差引起的体积膨胀不均匀产生的热应力和由相变不同及组织不均匀产生的组织应力在淬火冷却的后期，篮式过滤器筒体中的内应力超过钢的断裂强度而引起了脆性破坏，经过对失效筒体外观形貌的观察和分析发现，裂纹形状基本为弧形裂纹，靠近台阶根部沿圆周方向分布。

在排除了原材料方面原因情况下，对弧形裂纹的产生进行了深入的分析并结合相关论据得出符合实际的结论，弧形裂纹易在工件棱角、截面突变厚薄悬殊或有尖角部位出现，因为这些部位正是应力集中的地方，其应力值要超过正常值数倍，并且在三向应力的作用下，钢的塑性变形更难进行，脆性增加，当应力值超过材质的强度极限时即发生断裂。

从篮式过滤器筒体裂纹的分布走向来看，也符合我们的分析，即由于台阶处悬殊的壁厚和粗车时清根后的直角，造成淬火时局部的应力集中，导致了该处开裂。

通过分析和讨论诸多可能导致筒体开裂的因素，笔者认为结构尺寸的不合理是筒体淬火冷却后期开裂的主要原因，台阶处厚薄相差10mm，根部呈90，形成了尖角，未经圆弧过渡，在加热和急冷却过程中，引起了应力集中，而裂纹的走向与形状也印证了这一点，故台阶部位粗车尺寸的不合理是篮式过滤器筒体开裂的主要原因，而工艺、设备、淬火剂是裂纹产生的次要因素。