1? 引言
40CrNi2Si2MoVA鋼是一種低合金超高強度鋼，具有優良的綜合性能:強度高、疲勞性能優異等，廣泛應用于制造飛機起落架等關鍵結構件。2002年以來，某飛機零件生產過程中先后發現多起磁痕顯示現象，其間多起發動機鋼制軸件也發現了磁痕顯示現象。由于對磁痕顯示的性質及危害不清楚，因而影響了生產使用。本文分別采用磁粉、X射線、CT和超聲等無損檢測方法確定磁痕顯示的性質，通過金相分析等方法確定形成原因，并對磁痕顯示缺陷的危害性進行分析，并提出今后磁痕顯示處理的原則和判別方法。
2? 試驗方法
采用磁粉、X射線、CT和超聲等無損檢測方法對被分析零件表面的磁痕進行檢測。采用JSM-5600掃描電鏡和LVLINKIS300能譜儀對磁痕部位的組織和成分進行分析，組織腐蝕采用2%的硝酸酒精溶液。采用DM-400顯微硬度計對磁痕部位的顯微硬度進行測定分析。
3? 試驗結果
3.1 無損檢測
被分析零件上的典型磁痕顯示呈線性特征，平行于零件鍛造的流線方向，磁痕顯示的清晰程度隨磁粉檢測施加電流密度的增大而增大，當電流密度降低到一定程度時，磁痕顯示基本消失。
采用X射線、CT和超聲等無損檢測方法對磁痕顯示區域進行了檢測，沒有發現缺陷顯示，排除了磁痕顯示是夾雜和開口型缺陷的可能性。
3.2 組織分析
磁痕顯示部位縱向試樣腐蝕后肉眼可見沿磁痕顯示處明顯有一條亮帶，顏色不同于其它部位，寬度
約120mm-180mm；橫向試樣腐蝕后與縱向相吻合的部位肉眼可見顏色不同于其它部位的亮線，深度約為1.5mm。
采用掃描電鏡對磁痕顯示部位進行組織觀察。倍數較低時，可見磁痕顯示部位顏色比基體深，放大倍數較高時，可見磁痕顯示部位與基體組織均為馬氏體，但磁痕顯示部位的馬氏體比基體細，見圖1。
磁痕顯示部位的晶粒度見圖2?？梢?，磁痕顯示部位的晶粒度與基體的晶粒度基本相同，兩者之間不存在明顯界面。

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圖1? 磁痕和基體的顯微組織

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圖2? 磁痕和基體的晶拉度
3.3 能譜成分分析
采用能譜儀對磁痕顯示部位和基體進行能譜分析，結果列于表1。由表1可見，磁痕顯示部位Si、Cr、Mn、Ni、Mo等合金元素較基體偏高。
3.4 顯微硬度
用顯微硬度計測量磁痕顯示部位與基體的顯微硬度，結果見表2。由表2的結果可知，磁痕顯示部位的顯微硬度略高于基體。200g載荷下，磁痕顯示部位的顯微硬度較基體高3%左右；在500g載荷下，磁痕顯示部位的顯微硬度較基體高7%左右。
4? 分析討論
4.1 磁痕顯示的類別及其判別
鋼制工程構件的磁痕顯示主要有夾雜、裂紋及其它開口型缺陷、塑性變形和顯微成分偏析等四種類型。對于夾雜或裂紋及其它開口型缺陷如撕裂、翻皮、折疊、夾層等在磁粉檢測中出現的磁痕顯示可以通過磁粉檢測以外的其它無損檢測方法加以鑒別，以確定是否符合技術質量控制標準。
由塑性變形以及顯微成分偏析引起的磁痕顯示一般難以用其它無損檢測方法鑒別，可通過熱處理方式鑒別，如采用高于合金鋼再結晶溫度退火，使塑性變形的合金鋼組織發生再結晶，從而使由于塑性變形引起的磁痕顯示消失。
由塑性變形引起的磁痕顯示很少見報道，但近年來的幾次磁痕顯示分析表明，局部塑性變形可以引起磁痕顯示。磁記憶效應用于金屬構件的早期損傷就是基于應力集中導致的局部塑性變形而導致磁場分布改變的機理，也說明了塑性變形能夠導致磁痕顯示。
4.2 對磁痕顯示部位解剖試驗結果的分析
顯微組織的分析結果表明，磁痕顯示部位合金元素Mo、Ni、Cr、si、Mn和v都是正偏析，合金元素含量偏高，磁痕顯示部位和基體的馬氏體開始轉變點MS存在差異，引起磁性的差異，形成磁痕。合金元素的偏析是由于自耗電極重熔過程中鋼錠的順序結晶引起的。一般認為，偏析程度與熔池深度、熔煉速度有關，因此適當地控制熔煉速度等熔煉參數能有效控制合金偏析。
由于磁痕顯示為平行于軸向方向的直線，寬度為哪量級，無法通過試驗檢測方法來對磁痕顯示的影響進行綜合定量評估。由磁痕顯示部位的物理冶金學特性可以看出，磁痕顯示區與基體的差別不大，兩者無界面，且組織與晶粒度正常。因此，磁痕顯示區應不會對材料縱向拉伸性能、疲勞斷裂產生大的影響;從沖擊能方面考慮，因無界面，沖擊過程中材料吸收能量的途徑不會有大的變化，因此判斷沖擊功也不會有大的變化。
綜上分析可以認為，由顯微成分偏析引起且不超出規定的檢測范圍的磁痕顯示，不會明顯降低縱向的拉伸、疲勞斷裂等性能，但應從優化和控制熔煉工藝參數上有效降低顯微成分偏析的程度。
5? 結論
(1)
40CrNi2Si2MoVA鋼制零件中的磁痕顯示不是由于夾雜和開口型缺陷引起的。磁痕顯示為由顯微成分偏析導致的馬氏體轉變點M。差異所致，顯微成分偏析是在鋼錠結晶過程中的必然現象。
(2)磁痕顯示部位對應的條帶內部存在合金元素Mo、Ni、Cr、51、Mn和V正偏析。帶內的晶粒度與帶外相同，兩者不存在界面。帶內組織與帶外基本相同，帶內組織略細。淬火+兩次回火后帶內的顯微硬度略高于帶外，偏高3%～8%。
(3)磁痕顯示平行于軸向(縱向)，與基體不存在明顯界面，條帶組織與晶粒度正常。由顯微成分偏析引起的磁痕顯示不會明顯降低縱向的拉伸、疲勞斷裂等性能。

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非缺陷引起的磁痕有幾種？
答：1、局部冷 作硬化，由材料導磁變化造成的磁痕聚集；2、兩種不同材料的交界面處磁粉堆積；3、碳化物層組織偏析；4、零件截面尺寸的突變處磁痕；5、磁化電流過高，因金屬流線造成的磁痕；6、由于工件表面不清潔或油污造成的斑點狀磁痕。

缺陷磁痕可分為幾類？
答：1、各種工藝性質缺陷的磁痕；
2、材料夾渣帶來的發紋磁痕；
3、夾渣、氣孔帶來的點狀磁痕。