鋼絲繩磨損面斷裂失效，高頻感應加熱爐輕松應對

    鋼絲繩主要用于起重吊裝及移位操作系統，材料大多采用彈簧鋼，通常較多采用65鋼、65Mn鋼等。在起重吊裝作業中，鋼絲繩承受表面間斷滾壓、摩擦磨損、間斷彎曲、拉直和拉伸等交變載荷及應力作用，常見的失效形式為斷裂。斷裂不僅造成設備、貨物的損失，嚴重的甚至釀成事故。因此，深入分析鋼絲繩斷裂的原因及對策，對提高其可靠性和工作壽命是十分重要的。

    鋼絲繩磨損成紡錘形磨損面，較對稱，斷裂部位在紡錘面中央處，橫向平齊，鋼絲斷裂根數不等。掃描電鏡觀察，斷口與鋼絲軸線近似垂直，磨損面隱約可見弧形海灘花樣，中心區發現二次裂紋，和磨損面平行，呈起伏狀。對稱一側為瞬斷區，斷口邊緣區的形貌較粗糙。高倍電鏡下觀察發現，開裂和磨損面邊緣區域金屬流變及層狀裂紋開裂密切相關。觀察斷裂擴展區形貌，可以看出疲勞輝紋與二次開裂明顯裂紋形貌。觀察瞬斷區形貌，斷口呈韌窩花樣。

    在部分磨損面區域發現橫向裂紋穿透表面，表面被拉開，中間較平整，邊緣處呈片狀，部分呈剝離狀，顯示有粘著拉傷痕跡特征。金相分析發現，磨損面磨損深度約為0.2mm，表層呈白一黑弧形帶狀并向周邊擴展，近似于折疊形態，二次淬火區呈白色，而黑色區域為熱影響區。在縱向試面上，磨損區呈黑白相間的淬、回火區，有縱向裂紋和橫向裂紋自表面向內擴展。在高倍下觀察，可見白色隱針馬氏體和深色回火馬氏體。

    分析認為，鋼絲繩磨損斷裂為疲勞斷裂，開裂與磨損表層二次淬火相關。65鋼鋼絲繩淬火硬度高，而韌性差，在表面摩擦切應力和彎曲一拉直交變沖擊應力作用下，工件磨損面薄弱處最大疊加應力超過該處斷裂強度萌生裂紋，并最終造成工件斷裂。在電鐿下觀察到表面出現粘著（拉傷）磨損，磨損層下淬火層很厚，但過渡區很窄。這說明磨損區在瞬間出現高熱量，足以熔化表層金屬，熱量來源于高應力下的摩擦熱或表層金屬應力致熱。鋼絲繩表面在高溫和應力下部分金屬流變邊緣處出現層狀剝離。另外，有部分金屬與滑輪等配合面在高溫下出現熔合，又在運動和應力下被拉開，產生剝落，使齒面出現嚴重磨損。鋼絲繩表面白色光亮淬火馬氏體層很薄，但硬度高達67.5HRC，并且較厚，約為0.24mm，這種硬脆組織易開裂剝落，其抗拉伸疲勞、彎曲疲勞抗力很低。由上分析可知，鋼絲繩與滑輪在高載荷加速運動時，很難同步協動滑行，其滑動摩擦劇烈，并使工件表面在高交變彎曲一拉直與沖擊應力下發生層狀剝落開裂和嚴重磨損失效。

    綜上分析可知，鋼絲繩表面高速重載不正常劇烈滑動摩擦造成工件表面二次淬火，并導致表層裂紋斷裂，為防止上述缺陷失效，應注意以下幾點：

    （1）鋼絲繩工作運行中，應盡量控制在均速和正常應力下工作，避免超載高速劇烈滑行造成表面二次淬火，引發表層裂紋斷裂失效。

    （2）采用高頻感應加熱爐進行熱處理，提高鋼絲繩熱處理質量，使工件疲勞強度（彎曲疲勞、拉伸疲勞和磨損疲勞）提高，減少表面裂紋發生，提高工件工作壽命。

    鋼絲繩采用上述工藝改進措施后，斷裂缺陷不見了，各項技術指標優良，滿足了技術要求和生產需求。更好的是此工藝適合大批量大規模生產，可以較大的提高工人的工作效率。