42CrMo筒體鍛件超標(biāo)缺陷分析

發(fā)布時(shí)間：2021-05-07 人氣：

42CrMo材料強(qiáng)度高，韌性和淬透性好,淬火變形小，無明顯的回火脆性,在調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力且低溫沖擊韌性良好，一直被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

在生產(chǎn)一批次42CrMo筒體鍛件時(shí)，按工藝要求在粗加工工序結(jié)束后對鍛件進(jìn)行超聲檢測，發(fā)現(xiàn)其中某一鍛件在靠近冒口端位置存在超標(biāo)缺陷,導(dǎo)致該鍛件無法正常使用。為找出造成超標(biāo)缺陷的原因并提出相應(yīng)改進(jìn)措施，對該筒體鍛件缺陷部位進(jìn)行了解剖分析。

1試樣制取及檢測方法

42CrMo筒體鍛件制造流程為:EBT電爐冶煉 —LF精煉—真空碳脫氧—真空澆注—鋼錠壓鉗口、倒棱—鐓粗—沖孔—拔長—擴(kuò)孔—精整毛坯 —機(jī)加工—超聲檢測—熱處理。在機(jī)加工工序結(jié) 束后進(jìn)行超聲檢測，發(fā)現(xiàn)在鍛件上距冒口端500 mm范圍內(nèi)，徑向深度（160 -250)mm的環(huán)帶內(nèi)存在密集型缺陷，***大參考當(dāng)量04. 7 nrni,而標(biāo)準(zhǔn)要求***大缺陷當(dāng)量不大于02 mm。

在鍛件冒口端缺陷部位切取厚20mm的低倍試樣，銑平后進(jìn)行低倍熱酸蝕實(shí)驗(yàn)和斷口實(shí)驗(yàn)，觀察試樣的宏觀形貌。在宏觀缺陷部位切取20mm×20mm×20mm的金相試樣，經(jīng)處理后在金相顯微鏡下觀察組織形貌。利用KYKY2800型掃描電鏡對金相試樣缺陷部位進(jìn)行觀察分析，使用能譜分析儀觀察裂紋痕跡。

金相分析

在低倍缺陷處取金相試樣進(jìn)行顯微組織分析。試樣經(jīng)磨制、拋光后在金相顯微鏡下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷為夾雜物缺陷，其***部位及周圍存在大量氧化物夾雜。用4%硝酸酒精溶液腐蝕后，在金相顯微鏡下觀察，忒樣的組織為貝氏體，晶粒度為7級，組織正常，試樣的金相敁微組織形貌

掃描電鏡及能譜分析

在斷口試塊缺陷處取樣進(jìn)行電鏡分析，缺陷部位組織形貌脅出，孔洞缺陷為開裂的裂紋面,其他區(qū)域斷裂形式為解理斷裂: 將裂紋處放大看出開裂面上聚集著大量的顆粒狀?yuàn)A雜物。

為明確開裂面上夾雜物的性質(zhì),利用掃描電鏡對所發(fā)現(xiàn)的裂紋和夾雜物進(jìn)行能譜分析。分別對夾雜物區(qū)域、夾雜物附近、正常斷裂區(qū)和裂紋邊緣進(jìn)行半定量成分分析,能譜成分見

缺陷成因分析

從試驗(yàn)分析結(jié)果可知，筒體鍛件冒口部位的超標(biāo)缺陷為大型氧化鋁和氧化鈦夾雜物以及夾雜物造成的裂紋。

該筒體鍛件冶煉過程中主要采用鋁脫氧，生成的脫氧產(chǎn)物以氧化鋁類為主。另外,為了達(dá)到鍛件力學(xué)性能的要求,冶煉出鋼前加人約0.030% 的鈦,在真空澆注倒屮間包的過程中鋼水與大氣接觸,造成鋼水中的鈦氧化，產(chǎn)生氧化鈦類夾雜。此外，該爐鋼水生產(chǎn)時(shí)采用了較大沏號的中間包，而精煉包熔煉鋼水噸位較小,倒包過程中熱損失較大并且鋼水與精煉渣劇烈混沖，渣子未完全上浮即達(dá)到開澆溫度的下限，使精煉渣隨鋼水澆注至鋼錠模中，***終殘留在鋼錠冒口線以下的部位，導(dǎo)致鍛造的筒體出現(xiàn)環(huán)狀密集型超標(biāo)缺陷。

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