钢丝绳磨损面断裂失效，高频感应加热炉轻松应对

    钢丝绳主要用于起重吊装及移位操作系统，材料大多采用弹簧钢，通常较多采用65钢、65Mn钢等。在起重吊装作业中，钢丝绳承受表面间断滚压、摩擦磨损、间断弯曲、拉直和拉伸等交变载荷及应力作用，常见的失效形式为断裂。断裂不仅造成设备、货物的损失，严重的甚至酿成事故。因此，深入分析钢丝绳断裂的原因及对策，对提高其可靠性和工作寿命是十分重要的。

    钢丝绳磨损成纺锤形磨损面，较对称，断裂部位在纺锤面中央处，横向平齐，钢丝断裂根数不等。扫描电镜观察，断口与钢丝轴线近似垂直，磨损面隐约可见弧形海滩花样，中心区发现二次裂纹，和磨损面平行，呈起伏状。对称一侧为瞬断区，断口边缘区的形貌较粗糙。高倍电镜下观察发现，开裂和磨损面边缘区域金属流变及层状裂纹开裂密切相关。观察断裂扩展区形貌，可以看出疲劳辉纹与二次开裂明显裂纹形貌。观察瞬断区形貌，断口呈韧窝花样。

    在部分磨损面区域发现横向裂纹穿透表面，表面被拉开，中间较平整，边缘处呈片状，部分呈剥离状，显示有粘着拉伤痕迹特征。金相分析发现，磨损面磨损深度约为0.2mm，表层呈白一黑弧形带状并向周边扩展，近似于折叠形态，二次淬火区呈白色，而黑色区域为热影响区。在纵向试面上，磨损区呈黑白相间的淬、回火区，有纵向裂纹和横向裂纹自表面向内扩展。在高倍下观察，可见白色隐针马氏体和深色回火马氏体。

    分析认为，钢丝绳磨损断裂为疲劳断裂，开裂与磨损表层二次淬火相关。65钢钢丝绳淬火硬度高，而韧性差，在表面摩擦切应力和弯曲一拉直交变冲击应力作用下，工件磨损面薄弱处最大叠加应力超过该处断裂强度萌生裂纹，并最终造成工件断裂。在电镱下观察到表面出现粘着（拉伤）磨损，磨损层下淬火层很厚，但过渡区很窄。这说明磨损区在瞬间出现高热量，足以熔化表层金属，热量来源于高应力下的摩擦热或表层金属应力致热。钢丝绳表面在高温和应力下部分金属流变边缘处出现层状剥离。另外，有部分金属与滑轮等配合面在高温下出现熔合，又在运动和应力下被拉开，产生剥落，使齿面出现严重磨损。钢丝绳表面白色光亮淬火马氏体层很薄，但硬度高达67.5HRC，并且较厚，约为0.24mm，这种硬脆组织易开裂剥落，其抗拉伸疲劳、弯曲疲劳抗力很低。由上分析可知，钢丝绳与滑轮在高载荷加速运动时，很难同步协动滑行，其滑动摩擦剧烈，并使工件表面在高交变弯曲一拉直与冲击应力下发生层状剥落开裂和严重磨损失效。

    综上分析可知，钢丝绳表面高速重载不正常剧烈滑动摩擦造成工件表面二次淬火，并导致表层裂纹断裂，为防止上述缺陷失效，应注意以下几点：

    （1）钢丝绳工作运行中，应尽量控制在均速和正常应力下工作，避免超载高速剧烈滑行造成表面二次淬火，引发表层裂纹断裂失效。

    （2）采用高频感应加热炉进行热处理，提高钢丝绳热处理质量，使工件疲劳强度（弯曲疲劳、拉伸疲劳和磨损疲劳）提高，减少表面裂纹发生，提高工件工作寿命。

    钢丝绳采用上述工艺改进措施后，断裂缺陷不见了，各项技术指标优良，满足了技术要求和生产需求。更好的是此工艺适合大批量大规模生产，可以较大的提高工人的工作效率。