42CrMo筒体锻件超标缺陷分析

发布时间：2021-05-07 人气：

42CrMo材料强度高，韧性和淬透性好,淬火变形小，无明显的回火脆性,在调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力且低温冲击韧性良好，一直被广泛应用于工业生产领域。

在生产一批次42CrMo筒体锻件时，按工艺要求在粗加工工序结束后对锻件进行超声检测，发现其中某一锻件在靠近冒口端位置存在超标缺陷,导致该锻件无法正常使用。为找出造成超标缺陷的原因并提出相应改进措施，对该筒体锻件缺陷部位进行了解剖分析。

1试样制取及检测方法

42CrMo筒体锻件制造流程为:EBT电炉冶炼 —LF精炼—真空碳脱氧—真空浇注—钢锭压钳口、倒棱—镦粗—冲孔—拔长—扩孔—精整毛坯 —机加工—超声检测—热处理。在机加工工序结束后进行超声检测，发现在锻件上距冒口端500 mm范围内，径向深度（160 -250)mm的环带内存在密集型缺陷，***大参考当量04. 7 nrni,而标准要求***大缺陷当量不大于02 mm。

在锻件冒口端缺陷部位切取厚20mm的低倍试样，铣平后进行低倍热酸蚀实验和断口实验，观察试样的宏观形貌。在宏观缺陷部位切取20mm×20mm×20mm的金相试样，经处理后在金相显微镜下观察组织形貌。利用KYKY2800型扫描电镜对金相试样缺陷部位进行观察分析，使用能谱分析仪观察裂纹痕迹。

金相分析

在低倍缺陷处取金相试样进行显微组织分析。试样经磨制、抛光后在金相显微镜下进行观察，发现裂纹缺陷为夹杂物缺陷，其***部位及周围存在大量氧化物夹杂。用4%硝酸酒精溶液腐蚀后，在金相显微镜下观察，忒样的组织为贝氏体，晶粒度为7级，组织正常，试样的金相敁微组织形貌

扫描电镜及能谱分析

在断口试块缺陷处取样进行电镜分析，缺陷部位组织形貌脅出，孔洞缺陷为开裂的裂纹面,其他区域断裂形式为解理断裂: 将裂纹处放大看出开裂面上聚集着大量的颗粒状夹杂物。

为明确开裂面上夹杂物的性质,利用扫描电镜对所发现的裂纹和夹杂物进行能谱分析。分別对夹杂物区域、夹杂物附近、正常断裂区和裂纹边缘进行半定量成分分析,能谱成分见

缺陷成因分析

从试验分析结果可知，筒体锻件冒口部位的超标缺陷为大型氧化铝和氧化钛夹杂物以及夹杂物造成的裂纹。

该筒体锻件冶炼过程中主要采用铝脱氧，生成的脱氧产物以氧化铝类为主。另外,为了达到锻件力学性能的要求,冶炼出钢前加人约0.030% 的钛,在真空浇注倒屮间包的过程中钢水与大气接触,造成钢水中的钛氧化，产生氧化钛类夹杂。此外，该炉钢水生产时采用了较大沏号的中间包，而精炼包熔炼钢水吨位较小,倒包过程中热损失较大并且钢水与精炼渣剧烈混冲，渣子未完全上浮即达到开浇温度的下限，使精炼渣随钢水浇注至钢锭模中，***终残留在钢锭冒口线以下的部位，导致锻造的筒体出现环状密集型超标缺陷。

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