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對(duì)CrMnMo鋼鍛材一般斑點(diǎn)狀偏析的成因分析及工藝改進(jìn)

  某鍛造廠使用CrMnMo鋼錠加熱鍛制Φ310mm鍛材時(shí),在低倍酸浸檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)了“一般斑點(diǎn)狀偏析”(以下簡稱點(diǎn)偏)缺陷,判定為1.5級(jí)點(diǎn)狀偏析,一般疏松3.0級(jí),鍛材不合格。
  酸浸塔形分析:將帶點(diǎn)偏缺陷的Φ310mmCrMnMo鋼鍛材改鍛成Φ210mm,取Φ210mm×200mm樣坯車削成4級(jí)等長臺(tái)階(一級(jí)Φ150mm,二級(jí)Φ130mm,三級(jí)Φ110mm,四級(jí)Φ90mm),做酸浸塔形檢測(cè),在鍛材Φ110mm、Φ90mm兩級(jí)臺(tái)階上發(fā)現(xiàn)明顯的類似于墊片的縱向暗條,而Φ150mm,Φ130mm兩級(jí)臺(tái)階上縱向暗條紋則不明顯。
  氣體檢測(cè):根據(jù)所收集的5爐鋼相關(guān)氣體的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),點(diǎn)偏的出現(xiàn)及級(jí)別與鋼中氣體含量并無直接關(guān)系。
  金相分析:在酸洗過的低倍試樣上點(diǎn)偏缺陷密集部位切取金相試樣進(jìn)行高倍分析;對(duì)試樣進(jìn)行拋光、高倍輕腐蝕后觀察宏觀形貌;將試樣偏析部位標(biāo)識(shí)后再次進(jìn)行低倍酸浸重腐蝕試驗(yàn)。上述金相分析結(jié)果表明,偏析區(qū)組織類似于貝氏體組織,基體為珠光體+鐵素體;掃描電鏡下觀察,組織明顯存在不均勻,進(jìn)一步放大倍數(shù)觀察,通過對(duì)點(diǎn)偏缺陷位置處能譜分析,發(fā)現(xiàn)了以MnS為代表的夾雜物的偏聚。
  結(jié)合上述分析結(jié)果,排除了點(diǎn)偏為一般疏松誤判的可能,也排除了由于氣體過飽和所引起的傳統(tǒng)點(diǎn)狀偏析的可能,還排除了鋼液純凈度太差,夾雜物偏聚所致形成點(diǎn)狀偏析的可能。
  根據(jù)試驗(yàn)分析,結(jié)合鋼錠鍛造生產(chǎn)情況,在排除一般疏松、氣體過飽和、鋼液純凈度太差等因素后,通過金相及能譜分析,發(fā)現(xiàn)點(diǎn)偏處組織有別于基體組織,如晶粒細(xì)化,硬度偏高(達(dá)310~340HV),組織也非珠光體正常組織,從而認(rèn)為現(xiàn)有的點(diǎn)偏缺陷實(shí)質(zhì)是受合金成分偏析導(dǎo)致的組織偏析。
  從能譜分析可以看出,該異常組織存在Cr、Mo等合金元素以及C的偏聚,據(jù)此可以推斷出點(diǎn)偏的形成機(jī)理:受連續(xù)生產(chǎn)影響,環(huán)境溫度偏高,散熱慢,影響鋼液的凝固結(jié)晶,造成成分偏析,極可能形成低熔點(diǎn)的碳化物在枝晶間隙偏聚,形成偏析帶(區(qū)域),在后續(xù)鍛造熱加工及保溫緩冷過程中,合金元素的正偏析及碳化物的存在,使偏析帶(區(qū)域)易于發(fā)生組織轉(zhuǎn)變而與基體正常組織不一,形成組織偏析。改進(jìn)鍛造生產(chǎn),改善鋼液的凝固結(jié)晶,避免成分偏析,可有效降低組織偏析,減少點(diǎn)偏的產(chǎn)生。
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