清洗机用双自封高液压气管接头在用定力扭矩扳手组装时发生卡壳，经检查发现接头的螺纹端部出现了长度约为3mm的裂纹，如图1所示。

图1 开裂接头的宏观形貌

接头整体呈阶梯状，其中螺纹部位材料为HPb63-3铅黄铜，是由规格为ϕ12mm的冷拉制铜棒经退火后加工得到。螺纹部位之外较粗的部分被注塑封裹处理。开裂处螺纹规格为M8mm，螺纹管壁厚0.8mm。

由上述理化检验结果可知，与接头开裂部位材料同批次的HPb63-3铅黄铜棒的硬度超出图纸规范要求，其抗拉强度比GB/T 4423-2007标准规定值高58MPa；组织中存在冷变形滑移线。HPb63-3铅黄铜棒中铅的质量分数小于36％，是典型的单相α铅黄铜。该材料是面心立方(FCC)结构，具有较多的滑移系，在冷变形加工过程中，受外力作用时极易发生滑移变形，从而在晶内出现大量滑移线，经再结晶退火处理后形成孪晶组织。而对接头开裂部位进行金相检验发现，显微组织中只存在冷变形滑移线，没有退火孪晶组织，这表明该接头所用HPb63-3铅黄铜棒的冷拉制变形工艺正常，但是退火处理不够，造成其强度和硬度偏高，从而其脆性增大，塑性减小，导致接头在组装时受力而开裂。

由于该批次HPb63-3铅黄铜棒为国外进口，如果退回原厂重新加工所需周期太长，且其采购量很大，成本较高，因此需要找到有效的补救办法。

综上，笔者认为最有效的办法是对铅黄铜棒进行再结晶退火处理。但由于此前铅黄铜经过拉制冷变形和不充分的退火处理，其组织和应力状态较复杂，因此再结晶退火温度的选择非常关键。需要注意的是，再结晶温度不是恒定的温度，其与变形程度密切相关。同时，由于铅黄铜在拉制冷变形后晶粒变形大，位错密度高，组织不稳定，向低能量变化的倾向更大，由此推断铅黄铜棒的再结晶温度较低。但是，如果温度太低达不到再结晶温度，铅黄铜不会再结晶形核或者形核速度非常缓慢；如果再结晶温度太高，晶粒会在形核后快速长大，从而弱化铅黄铜的力学性能。

为找到经济有效的退火工艺，笔者选取同批次铅黄铜棒4截，长度均为200mm，在260，300，350，400℃下分别退火处理1h，再按上述步骤进行布氏硬度测试和室温拉伸试验，试验结果如表3所示。

表3 不同退火温度下的力学性能试验结果

可见随着退火温度的升高，试样的布氏硬度和抗拉强度均出现下降趋势；300℃和350℃下试样的抗拉强度较适中，略高于标准要求；400℃下试样的抗拉强度低于标准要求。

图3 不同温度退火处理后试样的显微组织形貌

用金相检验方法观察不同温度退火处理后试样的显微组织。由图3可见，当退火温度为260℃时，试样组织中存在冷变形滑移线，所以其抗拉强度偏高，仍有开裂的风险；当退火温度为300℃和350℃时，试样组织为均匀的α相+铅颗粒；当退火温度为400℃时，试样组织正常，但是晶粒有长大倾向。

该开裂接头的HPb63-3铅黄铜部位成分满足标准要求，但硬度超标，抗拉强度超出标准值较多；该部位显微组织存在冷变形滑移线，表明退火处理不充分。HPb63-3铅黄铜棒在300℃和350℃下退火处理1h均可达到理想的力学性能，但综合考虑其力学性能和成本因素，建议实际生产中在300℃下对其退火处理1h，可有效解决接头开裂问题。