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钢的低倍组织缺陷识别及解决

2016-11-17 来源:[db:来源] 浏览:
  

钢的低倍组织缺陷识别及解决
  
  借助肉眼或借助低倍放大镜 可以观察到棒料、盘条及坯料上存在的疏松偏析气泡和缩孔残余夹杂白点等明显缺陷把这种宏观检查出的缺陷称之为钢的低倍组织缺陷目前钢材的质量检查和判定尽管有先进的仪器设备和方法但因为低倍组织缺陷检查的简单和直接依然在生产实践中被广泛应用。最新颁布的新国标GB/T226-2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图等就是用来指导宏观检验的
  以下对常见钢的低倍组织缺陷的识别产生原因对钢的性能影响及消除方法进行粗浅地阐述
  1.疏松疏松是钢在致密性方面的缺陷一般发生在钢锭的上部及中部这些地方集中了较多的杂质和气体造成的孔隙试样经酸浸后这些杂质和孔隙为酸液溶解和侵蚀扩大成许多洞穴在横向试样上如果疏松分布在整个截面上称之为一般疏松如果集中在钢材中心相当于钢锭最后结晶的等轴晶区称之为中心疏松形成疏松的主要原因是钢中的低熔点杂质和气体在形成钢液过程中由于体积收缩和气体析出会形成树枝状的晶间空隙和显微孔隙如果钢液中的杂质聚积在其中而未被钢液填充则造成组织的不致密性
  防止钢材产生严重疏松的办法主要是要减少钢中的杂质和气体
  2.偏析偏析是钢在均匀性方面的缺陷在碳素结构钢和合金钢中均可见到钢的试样经酸浸后的偏析一般有树枝状方框型点状偏析,当今随着冶炼技术的提高点状偏析已极少发现
  树枝状偏析多数情况是浇注温度过高和冷却缓慢所致在钢液凝固结晶过程中首先形成树枝状晶轴然后在一次晶轴上沿一定角度长出二次晶轴再派生出三次四次形同树枝状的晶轴液体逐渐占据枝晶空隙填满到结晶结束,于是就构成了树枝状晶轴与晶粒之间成分的不均匀性当树枝状偏析非常严重时会严重恶化钢的机械性能
  方框型偏析与碳的偏析产生铁素体和珠光体多少有关由于铸锭结晶时在柱状晶的末端与锭心等轴晶区之间聚积较多杂质和孔隙而形成严重的方框型偏析在热处理后会使紧固件的机械物理性能降低
  钢的偏析与钢的成分钢中气体与杂质含量浇注温度和冷却速度有关消除的方法主要是减少钢中的杂质和气体在冶炼和浇注方面采取措施
 
  3.气泡和缩孔残余气泡是钢中气体形成的空洞分为皮下气泡和蜂窝气泡是钢中的气体引起的缺陷缩孔残余是钢液在凝固过程中由于各部分结晶及体积收缩的先后不同而形成比较集中的空穴正常情况下钢锭都有冒口切除工艺但如果切除不尽或缩孔较深及锭中时就会造成缩孔残余防止气泡产生一是减少钢中气体二是炼钢时设法增加钢液的流动性等
 
  4.夹杂物钢的低倍组织缺陷中的夹杂物分为金属和非金属两类金属夹杂物是钢中混入了异样金属由于化学成分的不同在经浸蚀的低倍试样上很容易将它们与基体金属和其他缺陷加以区别一般是在冶炼高合金钢时加入的铁合金数量较多或铁合金块较大时会因未被全部熔化而形成金属夹杂物
  非金属夹杂物是冶炼时钢中的气体与脱氧剂及合金元素反应的产物以及耐火材料碎片主要是铁与氧氮所形成的化合物非金属夹杂物一般不具备金属光泽很容易发现其对钢的机械性能影响主要表现在降低疲劳强度容易造成产品缺口和应力集中而引起疲劳裂纹导致紧固件早期失效另外对钢的热处理性能焊接性能和耐腐蚀性能均有不利影响消除夹杂物的措施除了传统的洁净炉料外,目前普遍采用的真空熔炼钢液的真空处理等炉外精炼技术都有显著效果
 
5.白点钢中白点是在试样纵向断口上呈现出银白色的椭圆斑点而在被磨光并酸浸的横向试样上则为细长而平直的裂纹白点也称为发裂白点对钢的性能影响较大是热轧合金结构钢不允许的低倍组织缺陷各种钢对白点的敏感程度不同铬钢锰钢等合金结构钢敏感性大而碳素结构钢对白点的敏感性较小钢的白点敏感性不仅与化学成分有关并且与炼钢的方法有关目前在紧固件企业普遍采用超声波探伤酸浸磁粉探伤着色探伤和断口检验等方法对钢中白点进行检查和判断,这是十分必要的
  钢液中的含氢量是产生白点的重要条件所以防止白点的办法主要是在冶炼浇注时减少钢中的氢气如少用生锈的铸铁和废钢对合金料彻底烧烤除气以保证炼钢时整个熔池内发生足够强烈的沸腾真空冶炼和钢液的真空处理它不仅可使钢中含氢量降低消除了白点等缺陷的发生并且能够有效地去除了氧和氮含量减少了钢中夹杂物与偏析极大地提高了钢的纯净度使钢的力学性能得到显著改善
  总之,对高强度紧固件,低倍组织缺陷中心疏松、一般疏松、方形偏析允许≤2.0级;不允许存在白点、缩孔、气泡、翻皮等缺陷,这些缺陷都是热处理产生淬火开裂的重要原因之一。一般情况下,缺陷越严重,其淬火裂纹和冷镦或使用过程中开裂的倾向性越大。因此,上述缺陷在原材料进厂时必须严格检验和判定才能促进企业产品质量的提高
 
  冷水江天宝实业有限公司(湖南冷水江417500)张先鸣

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