Page 79 - 理化检验-物理分册2019年第五期
P. 79

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０５０１６


                    ２０SiMn２MoVA                   钢高强度螺栓裂纹成因分析



                                         刘永飞   １ ２ ,刘宏亮  １ ２ ,王平怀  １ ２ ,王斯玉   １ ２

                                       ( １． 中国石油宝鸡石油机械有限责任公司,宝鸡 ７２１００２ ;
                                       ２． 国家油气钻井装备工程技术研究中心,宝鸡 ７２１００２ )

                    摘   要: ２０SiMn２MoVA 钢高强度螺栓磁粉探伤时, 发现有多条长短不一的裂纹.采用宏观分
                 析、 力学性能试验、 化学成分分析、 金相检验等方法对裂纹产生的原因进行了分析.结果表明: 该高
                 强度螺栓表面存在的裂纹属于锻造折叠缺陷, 锻造过程中锻压工艺和变形量不均匀引起锻造流线
                 不畅而形成飞边, 最终导致锻造折叠缺陷的产生.
                    关键词: ２０SiMn２MoVA 钢;高强度螺栓;裂纹;锻造折叠;锻造流线;飞边
                    中图分类号: TG３１７    文献标志码: B    文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０５Ｇ０３４８Ｇ０３

                   CauseAnal y sisonCracksof２０SiMn２MoVASteelHi g hStren g thBolt

                                                                         １ , ２
                                           １ , ２
                                  LIUYon g fei , LIUHon g lian g １ , ２ , WANGPin g huai , WANGSi y u １ , ２
                                  ( １．CNPCBao j iOilfieldMachiner yCo． , Ltd． , Bao j i７２１００２ , China ;
                       ２．NationalEn g ineerin gResearchCenterforOil& GasDrillin gE q ui p ment , Bao j i７２１００２ , China )

                     Abstract : Severalcracks withdifferentlen g ths werefoundonthesurfaceof２０SiMn２MoVA steelhi g h
                stren g thbolt when ma g netic p articleins p ection．Macrosco p ic anal y sis , mechanical p ro p ertiestest , chemical
                com p ositionanal y sisandmetallo g ra p hicexaminationwereusedtoanal y zethecausesofcracks．Theresultsshow
                thatthecracksonthesurfaceofthehi g hstren g thboltbelon g edtofor g in g foldin g defect．Inthefor g in gp rocess , the
                unevenfor g in gp rocessanddeformationcausedthefor g in gstreamlinetobeblockedandtheed g efintobeformed ,
                whicheventuall y ledtotheformationoffor g in g foldin gdefects．
                     Ke y words : ２０SiMn２MoVAsteel ; hi g hstren g thbolt ; crack ; for g in g foldin g ; for g in g streamline ; ed g efin

              ２０SiMn２MoVA 钢是一种高强度、 高韧性的低                       锻造 → 打磨 → 热处理( 淬火 ＋ 低温回火) → 喷丸 → 磁
            碳马氏体淬火钢, 属于低碳高合金结构钢.该钢种                            粉探伤.为了查明该高强度螺栓裂纹产生的原因,
            热处理工艺性能良好, 在油中淬火变形及开裂倾向                            笔者对其进行了一系列检验和分析.
            小, 脱碳倾向低, 锻造工艺性能良好, 焊接性能良好.
                                                              １  理化检验
            ２０SiMn２MoVA 钢在 机 械 制 造 业 用 于 制 作 截 面 较
            大、 负荷较重、 应力状态复杂或低温下长期运转的机                         １．１  宏观分析
            件, 如石油机械业钻井提升系统中的轻 型吊环、 吊                              图 １ 所示为该高强度螺栓表面裂纹的宏观形
            卡、 射孔器等.
                 某公 司 新 产 品 试 制 的 高 强 度 螺 栓, 材 料 为
            ２０SiMn２MoVA 钢, 规 格 为 １８０ mm×５５０ mm .
                                      ϕ
            磁粉探伤过程中发现沿螺栓的轴线方向有多条长短
            不一的裂纹, 其中有一条贯穿整个螺栓轴向.该高

            强度螺栓的生产工艺流程为: ２５０mm 圆钢下料 →
                                      ϕ
                收稿日期: ２０１８Ｇ０７Ｇ０２
                                                                         图 １  高强度螺栓表面裂纹宏观形貌
                作者简介: 刘永飞( １９８２－ ), 男, 工程师, 主要从事材料研究与失
                                                               Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthecrackonthehi g hstren g thboltsurface
            效分析工作, l y on g fei＠cn p c．com．cn
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