Page 53 - 理化检验-物理分册2023年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202308009

GCr15 棒材热剪切开裂原因

刘月云, 杨 娥, 周 杨, 彭先锦, 田 浩

( 大冶特殊钢有限公司 高品质特殊钢湖北省重点实验室, 黄石 435001 )
摘 要: 在对某热轧态的 GCr15棒材进行热剪切下料的过程中, 其剪切面有开裂现象。采用宏
观观察、 超声波检测、 化学成分分析、 扫描电镜分析及金相检验等方法分析其开裂原因。结果表明:
热轧棒材端部的中心应力裂纹是造成剪切开裂的主要原因, 棒材端部的中心应力裂纹与棒材轧制
后未及时退火或者缓冷有关。

关键词: 热轧; 剪切开裂; 中心应力裂纹

中图分类号: TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 08-0037-03

Causeofhotshearcrackin g ofGCr15bar

LIUYue y un , YANGE , ZHOUYan g PENGXian j in , TIANHao
,

( HubeiKe yLaborator y ofHi g hQualit yS p ecialSteel , Da y eS p ecialSteelCo. , Ltd. , Huan g shi435001 , China )

Abstract : Inthe p rocessofhotshearblankin gofahotrolledGCr15bar , therewascrackin gontheshear

surface.Thecrackin greasonwasanal y zedb ymacrosco p icobservation , ultrasonictestin g , chemicalcom p osition

anal y sis , scannin g electronmicrosco p eanal y sisandmetallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthatthecentral

stresscrackattheendofthehotrolledbarwasthemaincauseofshearcrackin g , andthecentralstresscrackatthe

endofthebarwasrelatedtothefailureoftimel y annealin g orslowcoolin g afterrollin g .

Ke y words : hotrollin g ; shearcrackin g ; centralstresscrack
GCr15 钢是高碳铬轴承钢, 其耐磨性好、 抗疲 该类问题再次发生。
劳强度高, 广泛应用于传动轴上的钢球、 滚子及轴
套等零件中 [ 1-2 ] 。钢球及轴套多由圆钢热加工成 1 理化检验
型, 既可以用退火态的圆钢, 也可以用热轧态的圆 1.1 宏观观察
钢。高温剪切下料( 锻造温度下料) 是指将坯料加 观察两个端面, 两个剪切面均可见横向裂纹, 裂
热到锻造温度下进行剪切的一种下料工艺, 在节 纹位于剪切面的下半部分, 沿剪切方向变形, 剪切面
能、 节材和实现模锻工艺的自动化、 连续化等方面 宏观形貌如图1所示, 图中箭头所指为剪切方向。
有着不可替代的优势 [ 3 ] 。 GCr15 热轧圆棒的生产 1.2 超声波检测
为了进一步明确缺陷的分布情况, 对剪切面
工艺为: 电弧炉冶炼 → 精炼 → 真空处理 → 连铸 →
红送至连续炉加热 → 连轧成 85 mm 圆棒 → 精 中间部分进行手动超声检测, 有裂纹的中间部分

ϕ
整。为了提高生产效率, 套圈生产厂家采用自动 有明显的缺陷波, 沿圆周面进行 360° 径向纵波扫
下料机床进行加热剪切方式下料, 剪切加热温度 查时, 反射波幅有高低变化, 并有不同程度的跳

为1080~1120℃ , 加热方式为高频感应加热, 下 动, 而沿棒材纵向方向扫查时, 波形无明显变化,

料后部分剪切面可见裂纹。笔者采用一系列理化 说明内部缺陷具有明显的方向性, 波形特征如图2
检验方法分析了剪切面裂纹形成的原因, 以避免 所示。
1.3 化学成分分析
收稿日期: 2022-12-13
切取试样, 用直读光谱仪对其进行化学成分分
作者简介: 刘月云( 1985- ), 男, 本科, 主要从事轴承钢技术研发
析, 结果如表1所示。由表1可知, 其化学成分满足
工作

通信作者: 杨 娥, y an g _ e _ 2006@163.com GB / T18254 — 2016 《 高碳铬轴承钢》 的要求。
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