Page 83 - 理化检验-物理分册2019年第二期

彭可武, 等: GCr１５ 轴承钢管穿孔内翘皮缺陷成因分析

采用不同钢厂生产的不同批次的轴承钢棒进行热穿
孔工艺对比试验.
试验轴承钢棒选用本钢生产的 ７０ mm 轴承
ϕ
钢及其他钢厂生产的相同规格的轴承钢共 ４ 个批
次, 试验设备采用某厂轴承钢管生产线设备.按照
同样的穿孔工艺将不同批次的轴承钢棒依次进行热
穿孔试验, 具体加热工艺为四段煤气炉加热, 加热温
度制度为加热段 ８４０ ℃ , 均热段 １０８０ ℃ , 采用人工
图 １ 热穿孔后轴承钢管内壁缺陷宏观形貌
推钢, 加热时间为 １．５h .
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofinnerwalldefectsofthe
穿孔过程 中 棒 料 外 径 保 持 不 变, 棒 料 长 度 由
bearin g steel p i p eafterhotＧ p irecin g
１．５m 拉伸到 ６ m .采 用 肉 眼 对 热 穿 孔 后 的 轴 承
钢管内壁 进 行 窥 测, 发 现 缺 陷 集 中 出 现 在 同 一 批
次的轴承 钢 棒 料 上, 且 缺 陷 出 现 比 例 及 形 态 与 先
前质量问 题 对 应 性 明 显.对 比 试 验 结 果 表 明, 轴
承钢管内 翘 皮 缺 陷 与 穿 孔 工 艺 无 关, 与 轴 承 钢 棒
质量相关.
３ 钢棒质量分析

图 ２ 轴承套圈内壁缺陷宏观形貌 ３．１ 化学成分分析
Fi g 敭２ Macromor p holo gy ofinnerwalldefectsofthebearin g rin g 从轴承钢管缺陷附近取样进行化学成分分析,
身缺陷在穿孔过程中形成内翘皮还是穿孔过程中顶 按照 GB / T４３３６－２００２ 在德国 OBLF 公司生产的
头等设备出现了异常造成的刮伤等.为了确认内翘 QSN７５０ 型直读光谱仪上进行分析, 双方协议值及
皮 缺陷来源于钢棒本身缺陷或者热穿孔工艺不当, 试样实际化学成分如表 １ 所示.
表 １ 轴承钢双方协议及实际化学成分( 质量分数)
Tab敭１ Mutuala g reementandactualchemicalcom p ositionsofthebeartin g steel massfraction ％
项目 C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu Ca Alt １ ) Ti O ２ ) As Sn Sb Pb
实测值 ０．９８ ０．２２ ０．３２ ０．００７ ０．００４ １．４８ ０．０１ ０．０１ ０．０１０．０００２ ０．０１８ ０．００１８ ０．０００６ ０．００１ ０．００１ ０．００２ ０．００１

０．９５~０．１５~０．２５~ ≤ ≤ １．４０~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤
协议值
１．０５ ０．３５ ０．４５ ０．０２０ ０．０１２ １．６５ ０．０８ ０．２０ ０．２００．００１０ ０．０５０ ０．００３０ ０．０００９ ０．０４ ０．０３ ０．００５ ０．００２
注: １ ) Alt为全铝含量; ２ )氧含量在钢坯或钢材上测定

由表 １ 可见: 本钢轴承钢的化学成分控制完全
满足技术协议要求, 从残余元素分析, 影响材料脆性
的磷、 硫、 氧等元素含量控制较低, 另铜、 砷、 锡等元
素含量控制极低, 因此不会产生晶界偏析造成晶间
脆性断裂 [ ２ ] 而影响轴承钢棒的穿孔使用.
３．２ 金相分析
３．２．１ 显微组织分析
在出现缺陷批次的钢棒上取样进行金相分析.
将钢棒切割后制备成横向检验试样, 预磨、 抛光后用 图 ３ 基体显微组织形貌
４％ ( 体 积 分 数 )硝 酸 酒 精 溶 液 浸 蚀,在 Fi g 敭３ Microstructuremor p holo gy ofthematrix
ZEISSAXiOPLan２ 金相 显 微 镜 下 观 察.如 图 ３ 所 后组织. GCr１５ 轴承钢棒材在轧制后的冷却 过 程
示, 钢棒基体显微组织为片状珠光体团, 组织形态与 中往往会有网状碳化物形成, 对轴承钢的质量和寿
轧制的终轧温度和轧后冷却速率相关, 为正常的轧 命产生影响.高温终轧后, 控制冷却速率和终冷温
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