Page 79 - 理化检验-物理分册2024年第十期

解德刚，等：油缸管内表面不规则缺陷产生原因分析方法

油缸管，将缺陷钢管沿纵向剖开，油缸管内表面不规 为25 mm×25 mm（长度×宽度）的试样，将试样的
则缺陷宏观形貌如图1所示。图1a）为20钢油缸管 横截面研磨抛光，将其置于光学显微镜下观察，用场
经过冷拔+刮滚后的缺陷钢管试样，图1b）为45钢 发射扫描电镜进一步观察缺陷及缺陷周围存在的异
油缸管经过冷拔+去应力退火+刮滚后的缺陷钢 物，用能谱仪分析异物的化学成分。再用硝酸乙醇
管试样，图1c）为25Mn钢油缸管经过冷拔+去应力 溶液腐蚀试样，用光学显微镜观察缺陷周围的腐蚀
退火+刮滚后的缺陷钢管试样。在缺陷处截取规格 态形貌。

图 1 油缸管内表面不规则缺陷宏观形貌
2 试验结果 下观察，结果如图2所示。由图2可知： 缺陷与基体过
渡区域无氧化脱碳现象，再仔细观察缺陷与基体的接
2.1 油缸管内表面不规则分布的凹坑缺陷
合部位，钢材的组织晶粒无异常。根据GB/T 6394—
2.1.1 宏观分析
管内表面凹坑缺陷的宏观形貌为椭圆形，长 2017《金属平均晶粒度测定方法》，该试样的组织晶
轴方向与钢管的轴向一致，凹坑的长度一般为 粒度为8.5级以上， 表明材料的晶粒较细。
1~10 mm，凹坑边沿比较光滑，深度较浅。凹坑的 距缺陷边部一段距离的一个疑似氧化物被基体
分布没有规律性，可初步排除冷拔工艺或模具因素。 包裹得很好，用能谱仪对该氧化物进行定性和定量
2.1.2 微观分析 检测，结果如图3所示。由图3可知： 该氧化物为Si、
将缺陷放大观察，凹坑深度为0.1~0.2 mm，凹坑 Ca、Fe元素的复合氧化物，属于硅酸盐类非金属夹
与基体有较圆滑的过渡，有压入缺陷特征，不同于裂 杂物的一种。又对凹坑缺陷与基体毗邻部位进行能
纹缺陷，也与冶金行业的氢致白点缺陷有本质不同。 谱分析，发现主要含有P、Zn、O、Fe元素，应该为钢
用硝酸乙醇溶液腐蚀试样后，将试样置于光学显微镜 管冷拔前润滑工序的磷化液、皂化液残留所致。

图 2 油缸管内表面凹坑缺陷微观形貌

2.2 油缸管内表面不规则分布的豁口缺陷 钝形态，豁口全长10~50 mm，长度方向与钢管的轴
2.2.1 宏观分析 向基本一致，豁口宽度较宽，两侧与钢管基体交界部
油缸管内表面不规则分布的豁口缺陷两端呈圆 分呈锯齿状，该缺陷在钢管内表面出现的位置不固
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