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CrMo钢-40Cr合金钢螺栓开裂原因与解决方法
作者:聚晋021-66052997     点击:2663     发布时间:2011-09-08

40Cr钢是常用的合金结构调质钢,常用于制造螺栓。在加工成螺栓的过程中曾发现热锻开裂。采用金相检验分析方法分析螺栓热锻开裂原因,主要是钢中存在较严重的夹杂物和磷偏析或轧制划伤引起的,同时提出减少表面裂纹的措施,旨在提高企业产品合格率。40Cr钢冶炼成形工艺流程为:LD转炉---LF精炼---CC连铸工艺---推钢式加热炉---22机架连轧成材---剪切---打捆---入库。其化学成分按GB/T3077合金结构钢标准控制。螺栓的工艺流程为:热轧材---冷拉---下料---热镦---车丝---热处理---磨光成型。40Cr螺栓的裂纹形成原因一般有以下几方面:1、40Cr钢螺栓表面细线状缺陷与原材料存在的表面缺陷有关。这里表现的钢材表面通条直刻痕是轧制划伤最显著的特点。热轧材上的表面缺陷在加热过程中被氧化,表现为缺陷周围组织脱碳、内嵌有少许氧化亚铁,裂纹呈圆口状,经热镦后开裂形成表面缺陷。产生此缺陷的主要原因是:在轧制过程中,钢材表面较软,如遇到轧辊、活套器及喇叭口表面不光滑、导卫装置配合不紧凑或存有毛刺等情况时,就会在高速穿行的钢材表面留下通条直刻痕。这种表面直刻痕在热镦及冷挤压过程很容易成为裂纹源而导致零件开裂。2、40Cr钢螺栓裂纹的产生,即杆身部位在搓丝过程中沿心部开裂与钢中稍严重的夹杂物和磷偏析有关。试样局部呈链状分布的氧化物和硫化物夹杂,这种夹杂本身强度低,破坏了钢基体的连续性,造成钢组织的不均匀,使钢的延展性急剧降低,在很低的拉应力作用下,裂纹极易扩展,造成工件失效,因此钢中的夹杂物要尽可能的少。另外,磷在钢中奥氏体晶界偏聚会造成晶界脆性,导致钢材冷脆。40Cr钢螺栓裂纹的改善方法:1、减少40Cr钢材料的划伤缺陷。综合分析棒材厂圆钢的表面质量,表面裂纹很少出现,划伤缺陷是较普遍现象。我们认为圆钢表面的划伤缺陷是影响钢材加工性能的关键因素,因此轧制过程中加强导位及辊道检查,并利用修磨机,对≥0.2mm的表面耳子或≥0.25mm深度的划伤进行100 %修磨, 最大程度减少钢材表面划伤缺陷的产生。2、控制40Cr钢中夹杂物、降低P含量。在保证脱氧良好的情况下控制加铝量,并减少浇注过程中的卷渣;在转炉过程中搞好前期化渣,尽快形成高氧化性炉渣,以利于吹炼前期低温去磷,而在吹炼后期,则要控制好炉渣碱度和渣中FeO,保证磷稳定在渣中,降低回磷现象。通过一系列措施的实施,钢材表面质量不合格率由0.72 %降到0.47%,使用户的满意度得到提升。结论40Cr钢当钢中存在较严重的夹杂和磷偏析或轧制划伤时,在加工成螺栓时导致热镦开裂。减少螺栓表面开裂的主要措施是:在前期的冶炼过程中通过改善冶炼及连铸工艺,减少钢中夹杂、缩孔及偏析等质量缺陷来稳定冶金质量,同时降低轧制划伤。
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