Page 53 - 理化检验-物理分册2025年第一期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230339

20CrMnTi 热轧圆钢表面裂纹形成原因及改善

戴柯明，李辉成，袁 静，许宝玉，林 俊
（中天钢铁集团有限公司，常州 213000）

摘 要：某 20CrMnTi热轧圆钢表面出现裂纹，采用漏磁检测、磁粉检测、金相检验等方法对
裂纹进行观察和分析。结果表明：缺陷内部存在灰色氧化物质点，缺陷周围存在明显脱碳。通过
改善连铸冷却工况、调整保护渣参数指标等措施，消除了铸坯表面的横、纵裂纹缺陷，从而解决了
20CrMnTi热轧圆钢的表面质量问题。
关键词： 20CrMnTi钢；裂纹；表面质量；保护渣；脱碳；氧化物
中图分类号：TG115.2；TB31 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2025)01-0041-04
Causes and improvement of surface cracks on 20CrMnTi hot rolled round steel

DAI Keming, LI Huicheng, YUAN Jing, XU Baoyu, LIN Jun

(Zenith Steel Group Company Limited, Changzhou 213000, China)
Abstract: Cracks appeared on the surface of a 20CrMnTi hot rolled round steel. The cracks were observed and
analyzed by means of magnetic flux leakage detection, magnetic particle detection and metallographic examination.
The results show that there were gray oxide particles inside the defect, and there was obvious decarburization around
the defect. The transverse and longitudinal cracks on the surface of the slab were eliminated by improving the cooling
conditions of continuous casting and adjusting the parameters of the mold flux, so as to solve the surface quality
problem of 20CrMnTi hot rolled round steel.
Keywords: 20CrMnTi steel; crack; surface quality; protective slag; decarbonization; oxide

20CrMnTi钢属于典型的齿轮用钢，广泛应用于 1 理化检验
齿轮和轴类等传动零件中，其加工工艺中通常有锻 1.1 无损检测和金相检验
打、正火、渗碳淬火等工序 [1-2] 。该钢在加工过程中 某钢厂在20CrMnTi热轧圆钢的表面检验过程

通常处于高温及有压力状态，锻打过程受到较大程 中，发现缺陷比例明显上升，漏磁检测典型波形如图
1所示。由图1可知：该表面伤痕长度较长，且深度
度的复杂应变，其表面和内部的任何细微缺陷都可
较深，部分位置达到0.6 mm以上；同支钢坯轧制圆
能进一步扩大，形成严重的缺陷，从而直接导致齿轮
棒中出现多段无明显分布规律的缺陷。最为严重批
成品失效报废，这就要求热轧圆钢具有良好的表面
次的漏磁检测合格率降至70%以下。根据表面缺陷
及内部质量 [3-5] 。在某20CrMnTi热轧圆钢的无损检 位置进行取样，对试样进行磁粉检测，检测结果如图
测过程中发现缺陷，这些缺陷影响了该钢的整体质 2，3所示。对1号、2号试样缺陷位置进行金相检验，
量。笔者采用漏磁检测、磁粉检测、金相检验等方法 缺陷微观形貌如图4，5所示。

对表面缺陷形成的原因进行分析，并追溯连铸、热轧 1号、2号试样经过磨制后，在横向试样表面发
现缺陷。缺陷深度分别为0.55 mm和0.63 mm，内部
过程，进一步提出了改进措施，以防止该类问题再次
充满的灰色氧化物为氧化亚铁，周围存在少量高温
发生。
氧化质点。用体积分数为4%的硝酸乙醇溶液腐蚀
试样后，发现缺陷周围存在明显脱碳。部分区域存
收稿日期：2023-11-30
作者简介：戴柯明（1991-） ，男，本科，工程师，主要从事齿轮钢 在明显组织流变，推测其为铸坯表面裂纹等缺陷经
品种开发及质量改善工作，daikeming@Zt.net.cn 加热、轧制后形成的轧材表面裂纹、翘皮缺陷。
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