Page 84 - 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

度可以达到控制网状碳化物析出并得到珠光体的目
的 [ ３ ] .本钢采用转炉 ＋ 连铸( ３５０mm×４７０mm ) ＋
８００ 连 轧 机 生 产 ϕ ７０ mm 轴 承 钢, 终 轧 温 度 为
８８０ ℃ , 通过控制冷却抑制了网状碳化物的析出, 得
到了理想的轧后组织.
将存在缺陷的轴承钢管切割后制成金相试样,
观察轴承钢管内壁及内裂纹根部处的显微组织.如
图 ４ 和图 ５ 所示, 热穿孔轴承钢管内壁脱碳与内裂
图 ６ 能谱分析位置
纹根部脱碳程度相当, 这表明钢管内壁缺陷与穿孔
Fi g 敭６ Ener gy s p ectrumanal y sis p ositions
内壁的形成是伴生的, 内翘皮“ 裂纹” 缺陷是在穿孔
表 ２ 缺陷附近能谱分析结果
过程中 产 生 的.对 缺 陷 试 样 按 照 GB / T１８２５４－ Tab敭２ Ener gy s p ectrumanal y sisresultsnearthedefect
２００２ 进行夹杂物评级, 夹杂物分布均匀、 尺寸细小, massfraction ％
钢棒纯净度优良, 完全满足标准要求. 分析位置 O Cr Fe
１ ３４．４４ １．９４ ６３．６２
２ ３３．６７ ２．３３ ６４．０１
３ １１．０５ １．２８ ８４．６９
４ ３１．７２ １．２５ ６７．０３
５ ２８．９５ ６．０１ ６４．０３

陷 [ ４ ] .超声检测( UT ) 是工业上无损检测的方法之
一, 超声波能显示工件内部缺陷的位置和大小.将
图 ４ 钢管内壁显微组织形貌
出现缺 陷 批 次 的 钢 棒 进 行 超 声 检 测, 采 用 SIUI
Fi g 敭４ Microstructuremor p holo gy ofinnerwallofthesteel p i p e
CTSＧ４０３０ 手提便携式探伤仪, 探头 ２．５P２０Z , 纯净
水做耦合剂, 参照 GB / T４１６２－２００８ 中 A 级探伤
标准进行超声检测.试验过程中发现部分钢棒存在
严重的伤波, 且伤波具有一定的连续性, 间隔一段无
周期性出现, 波形如图 ７ .伤波出现在始脉冲与底
波的中间, 周向移动缺陷波高宽度会有变化, 较密
集, 回波显示较敏锐.探伤仪显示缺陷分布在钢棒
接近心部的位置.检测同深度不同宽度的裂纹, 定
图 ５ 裂纹根部显微组织形貌 位完全相同, 波幅与裂纹不完全成线形关系 [ ５ ] .为
Fi g 敭５ Microstructuremor p holo gy atthecrackroot 了确定缺陷的宏观形态, 在伤波处取低倍试片进行
３．２．２ 微区成分分析 低倍检验.由图 ８ 可见, 与伤波对应较明显的钢棒
采用 ５６００LV 扫描电镜附带的能谱议对缺陷处 缺陷是较严重的中心疏松.
进行微区成分分析, 结果如图 ６ 和表 ２ 所示.
由表 ２ 可见: 缺陷附近富集氧、 铁元素, 同时含
有少量的铬元素, 表明缺陷边缘已经被氧化, 含有铬
与轴承钢成分特点相关, 说明内翘皮缺陷在穿孔初
期就已经形成.
３．３ 超声检测
化学成分分析、 金相分析及能谱分析结果表明,
轴承钢管内翘皮缺陷是由于钢棒内部质量问题产生
的. ７０mm 轴 承 钢 经 过 穿 孔 后, 在 内 壁 出 现 长 图 ７ 超声检测伤波
ϕ
条状 鼓 泡 及 线 状 裂 纹 , 说 明 钢 材 内 部 可 能 存 在 缺 Fi g 敭７ Ultrasonicflawdetectionwave
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