某工厂的风电齿轮产品在热处理生产时，工装底盘发生断裂，底盘为耐热钢铸件，材质为德标DIN 1.4865。国内某供应商交货承诺工装符合技术协议要求，底盘有6个均布的承重臂，在任何起吊环节（起吊温度范围为室温至850℃）满足最大承重8.0t，安全系数为2.0，满足150个渗碳淬火循环次数。断裂前，工装底盘仅仅经历过20个渗碳淬火循环次数，所经历的承载重量范围4.2～6.5t。断裂时工装承载的重量为6.0t，单臂承重仅1.0t。正齿轮渗碳淬火后，从淬火盐槽起吊时，工装底盘碰触盐槽内壁后，其一支承重臂在根部位置平齐断裂，如图1所示，断裂后承重臂坠入淬火盐槽。

（1）承重臂根部的侧壁厚约25mm，此处承受向下的弯曲应力，在断裂之前已萌生细微的贯穿裂纹，如图2a中橙色箭头所示。该裂纹经历过多次渗碳与氧化的作用后已呈黑色，深约4 mm，显著降低了工装材料的强度。

（2）断口的裂纹源处，存在一个明显的大颗粒夹渣，如绿色方框所示，在断裂时其自身也破碎，断裂面呈琉璃状。该夹渣尺寸，长约26 mm，宽约7 mm，严重破坏了材料基体的连续性，显著降低了材料的韧性和塑性，且此处可形成应力集中。淬火时产生了较大的热应力，起吊时产生较大的承载力（远低于设计承载力），碰撞时还产生了一定的瞬时应力，在综合应力作用下该夹渣即成为裂纹源，导致工装底盘发生低应力脆性断裂。

（3）夹渣的可能来源分析：冶炼时金属熔料引入难熔的氧化物；浇注前除渣工艺不到位，熔渣不能上浮在液体金属表面或进入冒口，而随同液体金属流入型内；浇包在使用前没有将残渣及金属氧化物清除干净；砂型或浇注系统的表面粘附着多余的砂粒，浇注时被带入型腔；砂型的坚实度不均匀，坚实度低的型壁表面容易被液体金属浸蚀并形成低熔点的化合物。从断裂实物来看，夹渣表面呈亮色的琉璃状，且位置贴近砂型上壁，因而最可能的原因就是砂型造型不足的问题。

改进措施

（2）为防止出现冶金质量问题，供应商还应当分析夹杂物、砂眼、缩孔、疏松、裂纹、偏析等铸造缺陷的所有可能来源，根据生产步骤逐一排查，采取改进钢材冶金质量的工艺措施。

（3）工装加工完成后应严格逐件进行超声波及渗透探伤等无损检测，交付产品不得含有夹渣、砂眼、大颗粒夹杂物、缩孔、裂纹等冶金缺陷。

（4）热处理安全生产，应重视热处理工装的使用寿命。为避免人员安全以及工件坠毁的风险，热处理车间技术人员应制定工装的使用规范，确立临界危险裂纹尺寸；操作者应定期在使用前对工装进行检查，一旦发现危险裂纹，立即隔离，不再使用。