Page 73 - 理化检验-物理分册2023年第九期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202309016

某宽厚钢板等离子切割开裂原因

何 婷 , 何志辉 , 邓家林 1

1
2

( 1. 湖南三一工业职业技术学院, 长沙 410100 ; 2. 三一重工股份有限公司, 长沙 410100 )
摘 要: 在某宽厚板的等离子切割工序中, 其板厚1 / 2处产生中心裂纹。采用宏观观察、 化学成
分分析、 金相检验、 扫描电镜及能谱分析、 硬度测试等方法分析该钢板开裂的原因。结果表明: 在钢

板1 / 2厚度处存在明显的偏析带, 基体和偏析带的显微组织分别为回火马氏体和淬火马氏体, 在偏
析带中分布有长条状夹杂物, 裂纹从夹杂物处萌生并扩展; 等离子切割后的淬硬层硬度较大, 具有
很大的淬硬倾向, 在热应力和组织应力的作用下, 钢板最终开裂。

关键词: 宽厚板; 等离子切割; 淬硬层; 偏析带

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 09-0057-05

Causesof p lasmacuttin g crackin g ofawideandthicksteel p late

2
1
HETin g HEZhihui , DENGJialin 1
,

( 1.HunanSan y IndustrialVocationalandTechnicalColle g e , Chan g sha410100 , China ;

2.San yHeav y Industr yCo. , Ltd. , Chan g sha410100 , China )

Abstract : Inthep lasmacuttin gp rocessofawideandthickp late , acentralcrackwasg eneratedat1 / 2

thicknessofthe p late.Thecausesofcrackin g ofthesteel p latewereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation ,

chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , scannin gelectron microsco p eandener gys p ectrum

anal y sisandhardnesstest.Theresultsshowthattherewasanobviousse g re g ationbandat1 / 2thicknessofthesteel

p late.The microstructuresofthe matrixandthese g re g ationband weretem p ered martensiteandq uenched

martensite , res p ectivel y .Therewerelon gstri p inclusionsinthese g re g ationband , andthecracksinitiatedand

p ro p a g atedfromtheinclusions.Thehardenedla y erafter p lasmacuttin ghadalar g ehardnessanda g reattendenc y

toharden.Undertheactionofthermalstressandstructuralstress , thesteel p lateeventuall y cracked.

Ke y words : wideandthickp late ; p lasmacuttin g ; hardenedla y er ; se g re g ationband
某钢铁公司生产宽厚板的工艺流程为: 电炉冶 的原因, 以避免该类问题再次发生。
炼→炉外精炼→真空处理→连铸( 或模铸) →加热→ 1 理化检验
控制轧制→控制冷却→无损检测→抛丸→淬火→回

火→性能检验→入库, 其屈服强度达到890MPa以 1.1 宏观观察
上。厚板内部可能存在成分和组织偏析、 非金属夹 开裂钢板的宏观形貌如图 1 所示。由图 1 可
杂物等缺陷, 在对其进行热切割时, 较大的热应力和 知: 微裂纹位于板厚1 / 2处, 沿裂纹处可见明显的线
组织应力使钢板板厚的1 / 2处产生中心裂纹 [ 1 ] 。 性铁锈。
某钢板在等离子切割工时产生了微裂纹, 对钢 1.2 化学成分分析
板进行渗透检测, 发现微裂纹位于板厚1 / 2处。笔 开裂钢板的化学成分分析结果如表1所示。
者对该钢板进行一系列理化检验, 查明了裂纹产生 1.3 金相检验

参照 GB / T13298 — 2015 《 金属显微组织检验
方法》, 采用电火花线切割方法在钢板不同厚度位置
收稿日期: 2022-11-30
作者简介: 何 婷( 1985- ), 女, 硕士, 高级工程师, 主要从事机械 取样, 对试样进行镶嵌、 磨光、 抛光、 腐蚀处理, 然后

工程材料的研究工作
将试样置于光学显微镜下观察。
通信作者: 何志辉, hezh6@san y .com.cn
7
5