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户外耐锈钢板锻件开裂的原因分析与对策

作者: 发布于:2019/7/12 17:10:21 点击量:

户外耐锈钢板是作为高磨损的一个重要板材,对于用这种钢材制造的锻件,要求有强度和韧性良好配合的综合机械性能。由于目前设备、材料及工艺技术操作难于掌握,调质过程中容易使某些零件产生开裂事故,而这些零件与其他零件相比有其明显的特点,只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

通常来说,影响户外耐锈钢板锻件调质处理质量的主要因素包括:

(1)成分偏析。户外耐锈钢板属于低合金钢。当经过热压力加工(锻、轧)后,仍保留有成分偏析,经860℃淬火后将出现B上+M混合组织,而B上的冲击韧性是很差的,这种偏析可从退火组织中看到。从户外耐锈钢板带状成分偏析能谱分析结果中可以看到铁素体带中的Mo含量比珠光体带中Mo含量高5~7倍,偏析条纹内某些元素的富集十分严重。

(2)气体和夹杂物。户外耐锈钢板尤其是大截面的原材料中不可避免地含有气体和夹杂物,对户外耐锈钢板而言,由于碳和合金元素的偏析,即使残余含氢量在1.5~2.8ppm,也可能导致锻件在偏析处产生开裂。此外,铝元素的存在对钢也有害:在酸性钢中,当铝含量>0.05%时,铝在脱氧时形成了具有锐角的氧化物,会大大降低这种钢的塑性;在碱性钢中,当铝含量>0.15%时,铝在钢中形成了沿晶界分布的氮化铝,使钢的室温塑性降低。

(3)锻造温度。由于户外耐锈钢板内部有偏析,当户外耐锈钢板在氧化性气氛中加热接近固相线,如户外耐锈钢板始锻温度在1000~1220℃,在此高温持续时间过长就容易产生析出物或杂质等,偏析的晶界因熔点低就有可能开始熔化,氧通过熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物,这样会产生局部过烧,形成随后热加工中的重大缺陷之一。

(4)锻造比。当锻造比不足,工件中心变形小,偏析和钢锭原铸态组织仍局部保留,常见的就是钢材的偏析、疏松、微孔等缺陷,粗晶也是最常见的缺陷。锻比过大,机械性能异向性增大,横向机械性能降低较多。

试验研究表明,户外耐锈钢板因锻造工艺、热处理工艺等问题,淬火后获得混合组织和复杂的应力分布,工件常常成批开裂或较多地开裂;耐候板锻件经Ac1~Ac3两相区加热淬火,得到马氏体、铁素体的复合组织,消除了常规淬火断口上出现的二次裂纹,马氏体和铁素体构成的复合组织具有最佳强韧性配合;不论户外耐锈钢板以何种原始状态进行亚温淬火、高温回火后的冲击韧度均明显优于常规调质;对易开裂锻件采用可控气体多用炉进行等温淬火、高温回火、更为稳妥。


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