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鋼材的原料疏松和偏析造成裂紋失效

2024年10月29日 仁成精密鋼管廠1333???3??? 鋼鐵知識 百度已收錄 № 115664
我公司用從某廠采購的連鑄坯料生產了一批42CrMo尾端件，調質后大部分尾端件在端部出現了環狀裂紋，針對此情況我們將尾端件解剖進行綜合分析，分析其產生的原因，提出改進措施。


1. 低倍分析
用材質為42CrMo的連鑄坯生產的尾端件，在調質后端部出現了環狀裂紋，在連鑄坯余料、鍛造余料、調質后的尾端件端部各取一塊試片進行低倍檢驗，低倍照片如圖1所示。從低倍結果可以看出，三個不同階段均存在明顯的疏松和偏析，連鑄坯的缺陷比較嚴重，經鍛造后改善不大，調質后環形裂紋出現的位置與偏析部位重合，由此可以看出，淬火裂紋產生的原因是由于原材料中存在的偏析缺陷造成的。淬火過程中組織轉變時，由于偏析而產生不同的組織轉變或轉變時間不同，不同組織的膨脹系數不同而產生組織內應力，因此導致在偏析嚴重處產生淬火裂紋。

圖1  坯料低倍酸洗后照片


2. 化學成分分析
表1、表2分別為連鑄坯和調質后成品的化學成分結果，在連鑄坯和成品工件中，C含量差別較大，偏析嚴重，C元素在工件內不均勻分布，也增加了淬火熱裂紋產生的可能。

表1  連鑄坯化學成分（質量分數）  （%）

表2  鍛坯調質后成品化學成分（質量分數）  （%）


3. 金相檢驗
在鍛坯調質后的低倍試片上表面、1/2R、心部三個位置取樣進行金相檢驗，金相圖片如圖2~圖4所示，工件從表面到中心硫化物均非常嚴重，表面和1/2R處組織均為貝氏體和回火索氏體，心部為粗大貝氏體，說明裂紋并非由于組織不同而產生組織應力導致裂紋產生，大量硫化物的存在可能成為淬火裂紋產生時的裂紋源，從而導致淬火裂紋的產生。

圖2  鍛坯表面硫化物夾雜及顯微組織


圖3  鍛坯1/2R處硫化物夾雜及顯微組織


圖4  鍛坯心部硫化物夾雜及顯微組織


4. 結語
（1）表面、1/2R和心部成分偏差較大，尤其是碳的偏析，1/2R處復驗C含量超出了標準要求的0.45%上限。

（2）裂紋產生的主要原因為原材料缺陷：疏松、偏析和夾雜物等，后續鍛造過程對其改善不明顯；裂紋產生的誘發原因為淬火冷卻，在淬火冷卻的過程中，由于C含量不均和其他偏析所造成的組織轉變量和轉變時間的不同而產生了極大的組織內應力，從而導致淬火裂紋。

（3）外表面和1/2R處的組織為貝氏體+回火索氏體，心部主要為粗大的貝氏體。心部粗大的貝氏體是由于工件心部冶金雜質較多而導致的組織形態不同。

（4）建議在以后的生產中，需對原材料進行嚴格控制，降低原料中的冶金缺陷，加強原料的成分和低倍檢驗，鍛造后增加成分、金相和低倍的檢驗；在熱處理過程中，需謹慎選擇淬火工藝和冷卻介質，降低產生淬火裂紋的風險。

（5）建議通過控制連鑄機設備精度，降低二次冷卻強度、中間包鋼液澆注溫度和拉速，提高結晶器電磁攪拌強度，優化42CrMo化學成分控制范圍，可以有效地改善連鑄坯的質量。

（6）建議通過大鍛比鍛造的方式改善連鑄坯的內部質量，在圓坯料拔長時，先打四方后再打八方，最后滾圓，每次壓下量要大于20%，從而將內部缺陷鍛合或縮小。

作者：胡志光，王剛

(本平臺"常州精密鋼管博客網"的部分圖文來自網絡轉載，轉載目的在于傳遞更多技術信息。我們尊重原創，版權歸原作者所有，若未能找到作者和出處望請諒解，敬請聯系主編微信號：steel_tube，進行刪除或付稿費，多謝!)
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2019年12月11日 7:44 紫玉烟华的阑干 [山西省大同市网友]

方便加一下微信吗？

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2019年12月11日 6:56 [湖北省襄州区网友]

像您的文章写的这么专业的，真的不多，学习中......

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2019年12月11日 6:53 [山东省新泰市网友]

这篇文章写得好！

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2019年12月11日 6:46 [黑龙江省呼玛县网友]

25*2.5 可以生产吗？

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2019年12月11日 5:22 依诺 [山西省保德县网友]

精密钢管博客，专业！

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2019年12月11日 4:41 [山东省莱阳市网友]

这篇文章很专业哦，收藏了。

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2019年12月11日 4:35 [黑龙江省道里区网友]

微信公众号 steeltuber 是你们的吧？

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2019年12月11日 3:37 疾风落叶 [云南省文山壮族苗族自治州网友]

你好，我们特斯拉将在中国建厂，希望有机会合作共赢。

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2019年12月11日 2:55 殊途 [辽宁省海州区网友]

上次问你们定的管子 我定的公差是 +/-0.10 结果你们发过来的货是 +/-0.03了公差，我们的轴承装不上去，精度做的太高了。

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2019年12月11日 1:41 [浙江省衢州市网友]

你们厂在哪里？

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2019年12月10日 23:59

你好，请问 现在10*1什么价格？

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2019年12月10日 23:55 溪筠 [广东省禅城区网友]

不想说什么，就是想来点个赞！

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2019年12月10日 23:41 [新疆维吾尔自治区阿合奇县网友]

你好，请问现在8*1什么价格？

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2019年12月10日 22:25 淮上晚风 [山东省苍山县网友]

Thanks!

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2019年12月10日 22:13

你好你们厂8*1有现货吗？

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2019年12月10日 21:53 [山东省市辖区网友]

14*1.5 汽车预警装置上面用的管子 你们可以生产不？

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2019年12月10日 20:14

一个字 “赞”！！！！

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2019年12月10日 19:48 [四川省市中区网友]

这篇文章写的很到位，专业知识分析的很透彻，正在研读中......

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2019年12月10日 19:22 覆水难收 [重庆市奉节县网友]

What's your email address? I want to order steel tube.

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2019年12月10日 18:11 [广东省海珠区网友]

这方面的技术 要学习学的。

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2019年12月10日 17:54 旧伤疤 [辽宁省兴城市网友]

中国的钢厂真多，但是很多技术还是不如国外的。.

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2019年12月10日 15:30 [山东省招远市网友]

这篇文章专业的。

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2019年12月10日 15:22 [陕西省吴堡县网友]

精密钢管，就是要做的精密，性能要达标，您的文章中写的很有道理。

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2019年12月10日 15:10 热血江湖 [黑龙江省绥棱县网友]

收藏！

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2019年12月10日 13:28 爆笑家族 [陕西省汉阴县网友]

专业！

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2019年12月10日 13:05 [云南省临沧市网友]

钢材技术全面的。

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2019年12月10日 12:39 沫伊 [山西省朔城区网友]

Hello, pls send your offer to steeog@gmail.com we need the tube 13*1.5 SAE1020 Thanks!

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2019年12月10日 11:23 [安徽省瑶海区网友]

Good technology！

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2019年12月10日 11:02 曾经只是过去式 [黑龙江省拜泉县网友]

你们公司钢管最精的精度做到多少？

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2019年12月10日 10:35 [四川省阿坝藏族羌族自治州网友]

我也是做精密管的厂家，向您学习，学习您的专业知识。

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