Page 89 - 理化检验-物理分册2024年第三期

鞠海兵, 等: 45Mn2 钢圆管开裂原因

明显脱碳现象, 与钢管表面脱碳情况一致, 开裂处金 常金属中 C 元素含量高, 质量分数约为 0.65% , Mn
属边缘未见脱碳现象; 试样基体表面均存在脱碳现 元素含量低, 质量分数低于 1% , Cr元素的质量分数
象, 组织为珠光体和网状铁素体, 异常金属处组织为 为 0.54%~0.64% , 且异常金属中含有少量的 Mo元
珠光体 + 颗粒状碳化物。 素; 钢管基体中 C 元素的质量分数约为 0.45% , Mn
利用扫描电镜对金相试样异常金属处进 行分 元素的质量分数约为 1.7% , 未见 Cr元素和 Mo 元
析, 结果如图 4 所示。由图 4 可知: 钢管异常金属处 素。
未见明显脱碳现象。 表 2 钢管基体和异常金属电子探针显微分析结果 %
质量分数
元素
基体 异常金属
Si 0.20 , 0.22 , 0.20 0.21 , 0.21 , 0.20
Mo 0.00 , 0.00 , 0.00 0.01 , 0.02 , 0.02
Cr 0.08 , 0.10 , 0.07 0.57 , 0.54 , 0.64
Mn 1.65 , 1.81 , 1.69 0.85 , 0.86 , 0.96
Fe 97.69 , 97.13 , 97.60 97.01 , 97.24 , 97.10
Cu 0.05 , 0.07 , 0.07 0.06 , 0.04 , 0.01
图 4 开裂钢管异常金属处的 SEM 形貌
1.4 电子探针显微分析 基体 C 元素定量分析结果如图 5 所示, 异常金
对钢管基体和异常金属进行电子探针显 微分 属处 C 元素定量分析结果如图6 所示。由图5 , 6 可
析, 结果如表 2 所示。由表 2 可知: 钢管基体和异常 知: 基体表面存在深度约为 0.15 mm 的脱碳层, 异

金 属中C 、 Mn 、 Cr 、 Mo 等元素含量有明显区 别 ; 异 常金属处未见明显脱碳现象。

图 5 基体 C 元素定量分析结果

图 6 异常金属处 C 元素定量分析结果
管磨削时异常金属脱落。由金相检验结果可知, 钢
2 综合分析
管开裂处未见夹杂物, 异常金属处组织与基体组织
由宏观观察结果可知, 异常金属与基体呈分离 明显不同, 异常金属处组织珠光体含量高, 为高碳钢
状, 未见融合现象。表明在受外力压入的作用下, 钢 组织 [ 4 ] 。同时, 开裂处基体侧存在脱碳现象, 与钢管
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