Page 78 - 理化检验-物理分册2018第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８０４０１２

２０SiMn 钢水轮机主轴超声波探伤不合格原因分析

王勇胜 ,孙 欣 ,郭立波 ３
２
１
( 东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司 １． 技术中心; ２． 特冶厂; ３． 中心实验室,大连 １１６１０５ )
摘 要: 针对某厂生产的 ２０SiMn钢水轮机主轴大型锻件在超声波探伤过程中发现的报废性缺
陷, 对探伤不合格部位进行了定位解剖、 酸浸低倍检验、 扫描电镜断口分析、 能谱分析以及金相分
析, 查找出了导致该主轴超声波探伤不合格的原因.结果表明: 主轴锻造用钢锭中高级别的一般疏
松缺陷造成探伤时超声波声能大幅度衰减, 导致无法探明主轴心部的质量; 此外, 钢锭心部硫化物
夹杂聚集导致锻造变形时形成裂纹源, 进而造成心部裂纹缺陷.
关键词: 大型锻件; ２０SiMn钢;超声波探伤;一般疏松;夹杂物

中图分类号: TG１１５ ; TM３１２ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) ０４Ｇ０２９０Ｇ０３
CauseAnal y sisonUltrasonicFlawDetectionDis q ualificationof
a２０SiMnSteelTurbineShaft

１
２
,
WANGYon g shen g SUNXin , GUOLibo ３
( １．RDCenter ; ２．ESRPlant ; ３．CentralLaborator y , DalianS p ecialSteelCom p an y ,
Don g beiS p ecialSteelGrou p , Dalian１１６１０５ , China )
Abstract : Aimin gatthep roblemofdiscardin gdefectsfoundinaheav y turbineshaftfor g in gof２０SiMnsteel
p roducedb y afactor y durin g theultrasonicflawdetection , theun q ualifiedp artwaslocatedanddissected , andmeans
suchasacidleachin gmacroＧstructuretest , scannin g electronmicrosco p efractureanal y sis , ener gy s p ectrumanal y sis
andmetallo g ra p hicanal y siswereusedtofindoutthecauseoftheultrasonicflawdetectiondis q ualificationofthe
shaft．Theresultsshowthatthehi g hＧlevelg eneralloosedefectsintheshaftfor g in gcausedtheultrasonicsound
ener gy tobeg reatl yattenuateddurin g theins p ection , whichmadeitim p ossibletofindouttheq ualit yoftheshaft
center．Inaddition , thesulfideinclusioncenteraccumulationintheshaftcausedtheformationofcracksources
durin g for g in gdeformationandresultedinthecentercrackdefects．
Ke y words : heav y for g in g ; ２０SiMnsteel ; ultrasonicflawdetection ; g eneral p orosit y ; inclusion

根据通用定义, 大型锻件一般是指在 ８００t以 水平.导致大型锻件产品质量不合格的原因主要
上自由锻造机或水压机上采用下铸钢锭或真空浇铸 有 [ １ ] : 锻件内部存在孔洞或大型夹杂物以及粗晶引
钢锭生产的大型、 异型锻件.由于单重大、 锻造难度 起的探伤超标等.
高, 加之产品均为用于国计民生的重大装备关键部 由于具有清洁及能源可再生的优势, 水利发电
件, 如船用锻件、 冶金轧辊、 电站转子等, 因此提高大 历来在能源行业具有举足轻重的地位, 其关键部件
型锻件产品质量是发展重大装备制造的关键技术之 水轮机主轴锻件用钢, 国内常采用 ２０SiMn 钢, 其对
一.另外由于其形状复杂、 技术要求高, 大型锻件对 应国外牌号为 ASTM６６８E 或 ST３３０S . ２０SiMn
[ ２ ]
于金属压力加工行业来讲属于高附加值产品, 是大 钢水轮机主轴在各大水电站中普遍使用, 其内部质
型锻造厂的主要利润来源, 生产过程中出现的任何 量直接关系到发电机组的平稳、 安全、 高效运行.某
质量问题都会直接影响到产品的交付及工厂的利润 厂生产的外径 ８００ mm 的 ２０SiMn 钢水轮机主轴,
其制造过程如下: 高炉铁液 → 转炉初炼 → 钢包精炼
收稿日期: ２０１７Ｇ０１Ｇ２４
炉( LF ) 精炼 → 钢液真空循环脱气装置( RH ) 脱气 →
作者简介: 王勇胜( １９８３－ ), 男, 工程师, 主要从事结构钢、 模具
模铸 ３７t钢锭 →８０００t快锻机锻造 → 热处理 → 超
钢产品开发工作, wan gy s _ ０４１１＠１６３．com
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