AAR-B車輪超聲檢測(cè)缺陷定性分析

姚國平， 曹岸春

（1.太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030024；2.太原重工股份有限公司， 山西 太原 030024）

1 車輪鋼簡(jiǎn)介

隨著國家一帶一路政策，我國出口的產(chǎn)品越來越多，2017年太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱我廠）出口AAR-B車輪10 000余t，生產(chǎn)已初具規(guī)模。AAR-B車輪是北美重載車輪標(biāo)準(zhǔn)，與國內(nèi)的貨車CL60車輪相比Si、Mn、S的含量偏高，具體成分見表1。且探傷標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)相比，從不大于Φ2.0mm提高至不大于Φ1.6mm（部分加嚴(yán)至不大于Φ1.4mm），成分及探傷要求不同，對(duì)應(yīng)的冶煉工藝需要變化，以保證成分及探傷滿足產(chǎn)品要求。

表1 AAR-B車輪鋼成分表 %

2 生產(chǎn)質(zhì)量情況

2017年2月—10月我廠共生產(chǎn)10 000 t，其中2月—4月5 000余t，5月—10月5 000余t，2月—4月未出現(xiàn)明顯質(zhì)量問題，4月—10月出現(xiàn)較多質(zhì)量問題，報(bào)廢約60余t。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，主要質(zhì)量問題涉及6個(gè)爐次，共報(bào)廢55 t，廢品率約10%，其他爐次廢品率約0.3%。通過統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)比分析廢品率為0的爐次與廢品率10%爐次，發(fā)現(xiàn)主要問題為鋼水氧含量控制問題，主要為電爐出鋼帶入氧化渣[1]；精煉脫氧還原不徹底[2]。

3 廢品解剖定性分析

3.1 AAR-B車輪解剖

圖1為缺陷解剖方案示意圖[3]。輪輞超聲檢測(cè)缺陷試樣長(zhǎng)約70.5 mm，采用手提式探傷儀單晶探頭檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)最大的探傷缺陷為一處約Φ2 mm當(dāng)量的條狀缺陷，其位置在輪輞內(nèi)側(cè)面下深度34.5 mm處，其他部位無明顯的超探缺陷。圖2為解剖缺陷過程主要照片。

圖1 缺陷解剖方案示意圖

圖2 缺陷解剖過程

3.2 金相及電鏡分析

金相觀察發(fā)現(xiàn)，在探傷最差部位存在單個(gè)大型夾雜物（253.78 μm），見圖 3、圖 4、圖 5、圖 6。

圖3 金相圖片

圖4 缺陷SEM照片

圖5 能譜分析位置

3.3 解剖結(jié)果分析

1）由圖3、圖4可知，材質(zhì)基體的潔凈度基本正常，夾雜物尺寸相對(duì)較小，主要為氧化物夾雜，未球化所致。

圖6 A、B處能譜分析結(jié)果

2）由圖5、圖6能譜分析可知，超標(biāo)缺陷主要是MgAl2O4·CaO=MgO·Al2O3·CaO 類型的夾雜物，Al2O3主要來自精煉過程，MgO主要是鋼包侵蝕后形成，微量的CaO是目前我廠采用硅鈣線終脫氧的產(chǎn)物。

4 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)超聲波檢測(cè)缺陷的解剖分析，確定了超聲波檢測(cè)缺陷為復(fù)合氧化物類夾雜缺陷，根據(jù)夾雜物的形態(tài)及尺寸特征，并結(jié)合能譜分析，認(rèn)為該夾雜物為冶煉過程的內(nèi)生夾雜物，主要是未上浮進(jìn)爐渣。問題主要是通過以下措施來避免該類夾雜物進(jìn)入車輪中。

1）初煉爐出鋼嚴(yán)禁帶入氧化渣，制定帶入氧化渣控制要求，及時(shí)更換出鋼眼。

2）如果帶入氧化渣，提高擴(kuò)散脫氧劑的用量，加強(qiáng)擴(kuò)散脫氧。

3）加強(qiáng)精煉爐還原，提高工人造渣技能，確保精煉鋼水脫氧良好，精煉渣吸收夾雜物的能力強(qiáng)。

4）加強(qiáng)鋼包管理，尤其是鋼包用耐火材料質(zhì)量，并保證使用時(shí)鋼包清潔，包體狀況良好。