20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋產(chǎn)生原因分析

喬小梅

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋產(chǎn)生原因分析

喬小梅

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

主要采用金相及SEM分析方法，對(duì)20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋性質(zhì)及產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，結(jié)果表明鍛圓表面裂紋是由于原材料存在表面夾雜/渣引起的。

鋼錠 鍛造 縱向裂紋

引言

20Cr2Ni4A是優(yōu)質(zhì)合金滲碳鋼，強(qiáng)度高，韌性及淬透性好。滲碳處理后表面有相當(dāng)高的硬度，同時(shí)心部還保留良好的韌性，能承受高的沖擊負(fù)荷。主要用于大截面滲碳件，如大型齒輪、軸類以及要求強(qiáng)度高、韌性好的調(diào)質(zhì)零部件等。20Cr2Ni4A受其鋼種的特殊性，在鍛造后表面極易產(chǎn)生裂紋缺陷。山西太鋼不銹鋼股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱太鋼）采用快鍛機(jī)鍛造20Cr2Ni4A鍛圓在表面剝皮機(jī)加工后發(fā)現(xiàn)部分存在縱向裂紋，對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量及合同兌現(xiàn)造成很大的影響，為盡快解決這一瓶頸問(wèn)題，太鋼針對(duì)此情況組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行認(rèn)真分析研究缺陷產(chǎn)生的機(jī)理，并提出了合理的改進(jìn)措施。

1 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝流程：電爐—LF—VD—模鑄錠—加熱—鍛造—正火—機(jī)加工。

2 裂紋分析內(nèi)容和結(jié)果

2.1 試樣情況

經(jīng)正火回火后的20Cr2Ni4A鍛圓機(jī)加工后發(fā)現(xiàn)表面存在斷續(xù)裂紋（見(jiàn)圖1）。在鍛圓裂紋處取截面試樣如圖2。在橫截面的上表面和下表面進(jìn)行金相及SEM觀察［1］。

圖1 表面裂紋實(shí)物圖

圖2 截面取樣

2.2 分析結(jié)果

2.2.1 金相分析（見(jiàn)圖3和圖4）

圖3 金相圖片（上表面）

圖4 金相圖片（下表面）

從圖3和圖4中可以看出裂紋距表面最深2.58 mm，貫通表面。裂紋內(nèi)部明顯包含夾渣/雜［2］。

2.2.2 SEM觀察

裂紋形貌見(jiàn)圖5、下頁(yè)圖6。

圖5 裂紋SEM圖片（上表面）

圖6 EDS成分（上表面）

裂紋表面夾渣/雜主要原因考慮可能是個(gè)別鋼錠模上表面不好導(dǎo)致澆注過(guò)程中鋼錠帽口端位置存在表面夾渣，在后續(xù)熱加工及機(jī)加工未能完全消除。正常情況下，此料為現(xiàn)場(chǎng)熱處理前取樣，肉眼隱約可見(jiàn)裂紋，金相顯示裂紋距表面僅2.58 mm深，屬于表面缺陷，可以通過(guò)機(jī)加工消除。但如缺陷過(guò)深無(wú)法機(jī)加工消除時(shí)可能后續(xù)在熱處理過(guò)程中開(kāi)裂。

3 改進(jìn)措施

1）澆注前嚴(yán)格檢查錠模表面質(zhì)量，及時(shí)清理鋼錠模表面，內(nèi)表面存在問(wèn)題的錠模不得使用。

2）煉鋼環(huán)節(jié)強(qiáng)化過(guò)程控制，進(jìn)一步提升純凈度水平，減少夾雜物的數(shù)量。

3）機(jī)加工后必須對(duì)表面進(jìn)行二次檢驗(yàn)，防止表面裂紋未機(jī)加凈造成后續(xù)熱處理開(kāi)裂。

［1］ 薛懿德，高崇.特殊鋼壓力加工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008，94；125.

［2］ 樊東黎，徐躍明.熱處理工程師手冊(cè)［S］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：170.

（編輯：苗運(yùn)平）

Cause Analysis of the Surface Crack of 20Cr2Ni4A Forging

QIAO Xiaomei
（Shanxi Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

The properties and the cause of the surface crack of 20Cr2Ni4A forging are analyzed by means of metallographic analysis and SEM analysis.The results show that the surface crack is caused by the inclusion on the surface of the raw material.

ingot，forging，longitudinal crack

TG316.1+92

A

1672-1152（2016）05-0033-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.12

2016-10-12

喬小梅（1972—），女，高級(jí)工程師，現(xiàn)在山西太鋼不銹鋼股份有限公司從事壓力加工專業(yè)工作。