ML30CrMnSiA螺栓金相組織白亮層螺栓的掃描分析

郝柏森 沈陽飛機工業（集團）有限公司

通常情況下，當ML30CrMnSiA螺栓處于調質狀態時，往往具有較高的韌性和硬度，同時，在高溫條件下，則表現出一定的蠕變強度，因此，該螺栓作為一種重要的結構組件，被廣泛地應用于高負荷工作狀態中。ML30CrMnSiA螺栓在具體的生產中，需要借助冷鐓鋼絲的作用，為航天行業提供源源不斷的標準件材料，該材料在入廠之前，需要對其質量進行全面檢測，在確保材料質量達標的情況下，方可入廠使用，從而避免材料出現脫碳現象。當冷鐓鋼絲調質處理結合后，發現位于牙頂位置處的白亮層比較厚，而其他部門的白亮層比較薄。為此，相關人員要采用掃描電鏡分析法對金相組織白亮層的成因進行科學分析。

一、ML30CrMnSiA螺栓成分及組織分析

ML30CrMnSiA螺栓生產工藝如圖1所示，從圖中可以看出，該生產工藝流程相對比較簡單，相關人員只需嚴格按照以上操作步驟，即可完成對螺栓成分以及相關組織的科學分析，為后期提高冷鐓鋼絲的生產效率，解決螺栓白亮層現象，提高ML30CrMnSiA螺栓應用價值產生積極的影響。

圖1 ML30CrMnSiA螺栓生產工藝流程圖

（一）金相組織分析

在對螺栓金相組織進行分析的過程中，相關人員要根據如表1所示的ML30CrMnSiA螺栓化學成分，采用螺栓縱切的方式[1]，對金相組織內部的組成成分進行全方位分析和研究，為后期更好地控制金相組織白亮層厚度提供重要的依據和參考。

表1 ML30CrMnSiA螺栓化學成分

（二）掃描電鏡分析

為了更好地了解和把握白亮層螺栓面貌，相關人員要采用掃描電鏡分析法，對ML30CrMnSiA螺栓進行科學分析和觀察[2]，得到如圖2所示的栓掃描電鏡形貌。

圖2 栓掃描電鏡形貌

（三）能譜分析

為了實現對白亮層螺栓位置的精準化確定，相關人員還要采用能譜分析法，將螺栓牙頂劃分為四個不同的區域，在此基礎上，針對不同區域特點[3]，從以下幾個方面入手，進行針對性地能譜分析，為后期優化冷鐓鋼絲生產流程，提高冷鐓鋼絲生產效率和效果提供重要的依據和參考。

1.螺栓正常組織

與ML30CrMnSiA螺栓化學成分相比，螺栓正常組織除了C元素的含量較高外，其他元素含量與ML30CrMnSiA螺栓基本相同，螺栓正常組織所含有的化學成分如表2所示。相關人員要在螺栓正常組織化學成分相關信息數據的基礎上，從根本上解決螺栓出現的白亮層現象，以充分發揮和利用掃描電鏡分析法的應用優勢。

表2 螺栓正常組織所含有的化學成分

2.螺栓牙頂周圍白色組織

牙頂周圍白色組織又叫“白亮層”，內部含有大量的C元素，同時，與ML30CrMnSiA螺栓元素相比，同時，牙頂周圍白色組織所含有Si、C、Mn元素成分相對較高。相關人員要根據牙頂周圍白色組織化學成分含量特征，科學制定和優化螺栓白亮層處理措施，為后期科學解決螺栓白亮層現象打下堅實的基礎。

二、分析與討論

在掃描電鏡分析法的應用背景下，發現金相組織所含有的白亮層厚度較高，而其他部位的白亮層相對較薄，甚至還出現白亮層斷裂現象，盡管白亮層與脫碳層比較相似，但是不屬于脫碳層，屬于沒有脫碳的過渡層。從整體形貌上分析，ML30CrMnSiA螺栓牙頂呈現出現不平整現象。為了解決這一問題，相關人員可以從以下幾個方面入手，采用行之有效的措施，對該問題進行針對性地處理。（1）在對冷鐓鋼絲進行正式調質之間，采用噴砂處理法，全面清除冷鐓鋼絲表面的附著物[4]，盡可能降低白亮層的厚度。（2）為了進一步提高ML30CrMnSiA螺栓冷鐓鋼絲生產的效率和效果，相關人員采用酸洗磷化處理方式，不斷優化和調整磷化液質量，同時，還要加強對磷化處理的時間的科學控制和調整，避免因磷化處理時間過長、過短而直接影響冷鐓鋼絲生產水平。另外，相關人員還要將磷化膜質量嚴格控制在4g/m2—6g/m2之間。只有這樣，才能從根本上解決ML30CrMnSiA螺栓白亮層現象，為進一步提高冷鐓鋼絲的生產效率和效果打下堅實的基礎。

表3 螺栓牙頂周圍白色組織化學成分

三、結論

綜上所述，在掃描電鏡分析法的應用背景下，發現ML30CrMnSiA螺栓內部的白亮層是沒有脫碳的過渡層。這種白亮層與螺栓之間存在很大的差異，在牙頂位置處的白亮層相對較厚。此外，牙頂內部含有一定的縫隙，此時，冷鐓鋼絲上的磷化膜會沿著這條縫隙進入到牙頂內部，導致磷化膜大量堆積在牙頂內。當螺栓調質處理結束后，通過利用掃描電鏡分析法，發現磷化膜與螺栓正常組織所呈現的形貌存在很大的差異。磷化膜之所以呈現出一層厚厚的白亮層，是因為冷鐓鋼絲表明的磷化膜燒結物堆積過多，從而增加了白亮層的厚度。