锻件中白点的检测、形成原因分析与预防

文摘   2025-01-22 04:23   江苏  

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    白点是严重破坏钢连续性的微小缺陷,它的存在将大大降低钢的机械性能,使钢及结构件的塑性降低,在使用中产生脆断。在锻件的大部分超声波探伤标准中,都明确规定白点是绝对不能存在的内部缺陷。因此,在日常检测工作中,对白点的确定就显得尤其重要,在生产中更要加大力度预防。

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白点的检测 

1.1 超声波探伤

    最近笔者单位给沈阳太重挖掘机有限公司(以下简称沈阳太重)加工了四根材质为40CrNiMo 的轴,要求用GB/T 6402—1991《钢锻件超声波检验方法》进行超声波探伤,在Φ2mm 灵敏度下,四根轴的通身均无底波,且缺陷波反射很强,互相波连,高低不同,探头稍一移动,缺陷波立刻此起彼伏,十分活跃,这些现象正是白点所具有的特征。
1.2 渗透探伤
    为了进一步证实四根轴的缺陷为白点,选其中一根缺陷波最为严重的轴,在其缺陷波最为严重的部位取厚度为30mm 的轴横截面,将上、下两截面
粗糙度加工为6.3μm 。用清洗剂将其中一截面表面清洗干净,喷上渗透剂渗透10min ,用清洗剂擦干净剩余的渗透剂,喷上显像剂干燥后观察表面,发现距外圆一定距离处存在很多不规则的长短不一的细小裂纹,这也正是白点的低倍试验现象。照片如图1所示。

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白点的形成原因分析

     白点是由于钢中含氢量过多和内应力共同作用造成的。相同的含氢量,不同的材质对白点的敏感性不同,对白点敏感(即容易出现白点)的合金钢有铬钢、铬钼钢、锰钢、锰钼钢、铬锰钢、铬锰钼钢、铬镍钼钢和铬镍钨钢等,上述为沈阳太重加工的轴就为铬镍钼钢。若只是含氢量较高,但组织应力不大,一般也不会出现白点。如单相的奥氏体和铁素体钢,因没有相变的组织应力,就极少出现白点。白点常常是锻件冷却至室温后几小时或几十小时,甚至更长一段时间后才产生的。因此,检查白点应在冷却后隔一段时间再进行。
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白点的预防措施

    由于白点主要是钢中氢和组织应力共同作用引起的,因此设法消除氢和组织应力就可以避免白点的产生。其中首先应是除氢。最彻底的办法是在熔炼钢时,严格控制操作过程,采用真空浇注。再就是炼钢过程中如果氢含量不能控制在2cm3/100g 以下时,必须在锻后采用合理的除氢冷却规范,决不允许锻后直接空冷到室温。为了消除白点,制定冷却规范的主要原则是在尽量减少各种应力(相变组织应力、变形残余应力及冷却温度应力等)的条件下在氢扩散速度最快的温度区间长时间保温,使氢能从钢锭中充分扩散出来。
    具体的措施是采用等温退火。还有就是冶炼操作时做到高温氧化,沸腾良好,严格控制脱氧量,确保去氢和减少夹杂。

作者:文/济南重工股份有限公司●冯艳梅



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