Page 72 - 理化检验-物理分册2024年第四期

王 妍: 40Cr圆钢热顶锻开裂原因

部及裂纹附近的显微组织形貌, 结果如图 4 所示。 没有明显差异; 裂纹附近没有脱碳现象, 裂纹末端圆

由图4可知: 40Cr圆钢心部和裂纹处的显微组织均 顿处没有明显分叉形貌。
为网状铁素体+珠光体, 圆钢心部和边部的晶粒度

图4 40Cr圆钢心部及裂纹附近显微组织形貌
面开裂。
2 综合分析
3 结论及改进措施
由40Cr圆钢缺陷试样的金相检验结果可知: 缺

陷处组织为铁素体+珠光体, 与心部组织一致, 缺陷 ( 1 )划伤在圆钢表面呈现直线形并贯穿整个试
处没有脱碳现象及异常组织, 可以推断出该缺陷不 样, 可以推断出这不是铸坯问题产生的缺陷。
是由铸坯缺陷( 皮下裂纹、 角部裂纹、 皮下气泡等) 导 ( 2 )缺陷附近组织为网状铁素体 + 珠光体, 与

致的, 而是在将铸坯轧制成圆钢的过程中产生的。 心部组织一致, 并且二者晶粒尺寸大致相同, 没有发
由40Cr圆钢缺陷试样的 SEM 分析结果可知: 现异常组织; 缺陷附近没有出现脱碳现象, 故可以排
缺陷沿着圆钢轴向方向平行并且贯穿试样; 缺陷末 除是组织异常导致的缺陷。
端呈圆顿形貌, 没有向基体内部延伸, 同时还能观察 ( 3 )在轧制过程中, 圆钢表面存在划伤导致热

到整条贯穿缺陷是等宽的。 顶锻表面开裂。可采用对轧线辊道、 机架进行检查
由轧制理论和材料力学理论可知: 在材料轧制 导位, 提高导卫装置的加工精度并及时清理进口夹
的过程中, 如果材料表面产生裂纹缺陷, 裂纹的前端 板内的异物、 毛刺等方法来减少划伤缺陷。
就会存在一个塑性变形区; 随着轧制的进行, 裂纹不
参考文献:
断扩展延伸, 使材料发生塑性变形, 并引起材料的加
工硬化, 如果要让材料继续变形就需要施加更大的 [ 1 ] 孟瑞瑛, 张建设, 张江玲, 等. 转炉冶炼40Cr生产圆钢
外力; 由于材料存在加工硬化, 随着裂纹的扩展, 较难 的实践[ J ] . 河北冶金, 2001 ( 1 ): 32-33.
发生塑性变形, 如果裂纹要持续扩展, 就要消耗更多 [ 2 ] 付作平. 钢材质量因素对紧固件产品的影响[ J ] . 紧固
的塑性变形能量, 从而使裂纹沿单一方向扩展的阻力 件技术, 2006 ( 2 ): 10-14.
[ 3 ] 聂向晖, 冯翔宇, 谭依.Q235中板冷弯开裂原因探讨
相应增大, 这时裂纹会选择向阻力最小的方向扩展,
这样裂纹的延伸方向、 深度及宽度就会发生改变, 呈 [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2004 , 40 ( 6 ): 308-310.
[ 4 ] 曾庆林, 王嘉畅, 贾璐菲, 等.Q345D 钢板冷弯成型开
无规则状 [ 5-7 ] 。由于缺陷呈一条直线状形貌, 并与圆
裂的原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 11 ):
钢的轴向平行, 同时裂纹深度一致, 可以推断出圆钢
55-59.
在铸坯轧制成圆钢的过程中存在划伤缺陷, 正常情况 [ 5 ] 王荣. 机械装备的失效分析( 续前)第8讲 失效诊断

下划伤容易导致圆钢表面的裂纹呈直线状。 与预防技术( 4 )[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2018 , 54
产生裂纹缺陷的主要原因有: 在圆钢轧制过程 ( 6 ): 402-410.
中, 材料处于高温状态, 钢材表面硬度较小, 在轧制 [ 6 ] 黄蓉, 王军, 谢亿, 等.500kV 变电站断路器导气管接

设备出现问题或精度较差时, 高速轧制过程中的圆 头开裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58 ( 5 ):
钢表面会留下贯穿的直线型划伤。 30-33.
圆钢表面存在划伤缺陷时, 其划伤处在热顶锻 [ 7 ] 张清廉, 李铭, 王起江.20G 无缝钢管穿孔泄漏失效分
或冷挤压过程中非常容易成为裂纹源而导致圆钢表 析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2016 , 52 ( 4 ): 265-269.
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