1 概况
螺头材料为30钢，生产工艺：棒料——下料——热锻造——机加（外形、内孔）——冷挤压外螺纹——电镀锡——冷挤压铜管成型，在成型后发现有0.01%螺头端部出现纵向裂纹，为分析裂纹产生原因，客户委托对螺头裂纹进行断口及金相分析，分析结果如下：
2 宏观观察
对螺头进行宏观观察，裂纹产生于螺纹外侧，成纵向分布，见图1，从螺头端部螺纹外圆测量裂纹深约：3mm，见图2。

图1 螺头端面图

图2 螺头纵截面图

3 断口微观形貌观察及微区成分分析
对样品用超声波酒精溶液清洗后，利用扫描电子显微镜对断口进行微观形貌观察及微区成分分析，发现裂纹起始于螺纹外侧，从外向内延伸扩展，外侧的原始裂纹断口表面覆盖有氧化产物，无法看到断口原始断裂形貌，见图3~4，裂纹扩展区断口形貌为扁平韧窝，并且韧窝内分布有大量夹杂物，见图5，人工折断断口形貌为韧窝，见图 6，对断口锈蚀区域进行成分分析，含有C、O、Si、Mn、Fe元素，对条状和球状夹杂物进行成分分析，条状夹杂含有C、O、Si、P、S、Mn、Fe元素，球状夹杂含有C、O、Si、P、S、Cr、Mn、Fe元素。

图3 样品断口形貌

图4 裂纹源断口形貌(局部放大)

图5 裂纹扩展区断口形貌

图6 人工折断区断口形貌

4 金相微观观察
对样品沿垂直于裂纹横截面进行金相磨制，在光学金相显微镜下观察，发现裂纹口部较宽，从外侧向内延伸，见图7~8，口部区域裂纹内有灰色氧化产物，裂纹两侧及裂纹尾部分布有大量的夹杂物，见图9~10，样品经3%硝酸酒精溶液浸蚀后，观察微观组织为铁素体+珠光体，裂纹口部组织有变形，见图11~12；对样品沿纵向磨制后，发现有一基本贯穿样品的夹杂物带，见图13。

图7 样品裂纹口部形貌

图8 样品裂纹尾部形貌

图9 图7的局部放大

图10 图8的局部放大

图11 样品裂纹口部组织形貌

图12 样品裂纹尾部组织形貌

图13 样品局部夹杂物带

5 分析
5.1通过对螺头裂纹进行微观观察，裂纹口部内侧有灰色氧化产物，氧化产物成分含有：C、O、Si、Mn、Fe元素，是基材金属高温下氧化形成的产物，裂纹两侧及裂纹尾部分布有大量球状及条状夹杂物，说明在锻造时首先沿夹杂物带产生裂纹，口部裂纹内的氧化产物是在锻造余热产生的，在随后冷挤压螺纹时，裂纹沿夹杂物带继续向内延伸开裂。
5.2通过对螺头裂纹处断口进行微观形貌观察和微区成分分析，原始裂纹断口表面有大量的氧化产物覆盖，裂纹扩展区断裂形貌为扁平韧窝，韧窝内含有大量的球状和条状夹杂物，说明裂纹是沿着夹杂物形成的。
6 小结
通过对螺头进行裂纹微观、基材夹杂物、组织、裂纹处断口分析，认为螺头裂纹是由于原材料存在较多的夹杂物，在后续的加工过程中沿夹杂物带形成裂纹。

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