![]()
热加工行业论坛（www.rjghome.com）——热加工行业人员的网上技术交流家园。以冶炼、铸造、锻压、焊接、热处理、理化检测等相关知识为主，以机加工、电脑设计等知识为辅的行业技术网站。点击标题下蓝字“热加工论坛”免费关注，我们将为您提供铸造、锻造、热处理、焊接方面知识的延伸。
北满基地锻钢公司生产的AISl4140、AI-S14130、AISl4340、1045锻材，先后在天津港、美国、英国发生了自点异议。异议损失大，公司市场信誉受到严重影响。
通过对锻材取低倍试片发现白点在横向酸浸低倍试片上表现为直的或弯曲的锯齿状裂纹，分布易靠近锻材的心部，一般呈放射状或无规则分布。在横向试片的纵向断口上观察到白点的全貌，为圆形、椭圆形或鸭嘴形斑点。白点的形状与白点的核心形状和产生白点时的应力状态有着密切关系；白点的颜色呈银白色或银灰色，有时与基体断口的颜色很相似。白点的尺寸与其核心的大小、氢的含量及材质的冶金质量有关。由1毫米至几毫米到几十毫米，变化范围较大。 通过对发生白点的几个炉号进行了调查，结果见表1。
![]()
(1)真空设备问题导致去气效果差：第一炼钢厂当时的1号VD抽真空系统出现问题，真空度都在300Pa一400Pa，达不到工艺要求的67Pa。(2)锻造致密性存在的问题：11支锻件材探伤不合的明细中，有5支镦粗不到位，其余6支工艺没有规定镦粗，存在中心疏松缺陷。(3)缺陷性质认知不够：探伤过程中发现的探伤缺陷，低倍鉴定为中心疏松、内夹，没有发现在最后扩展成氢致裂纹缺陷，形成白点。 随着炼钢技术的发展和提高，真空技术和炉外精炼技术已被广泛采用，并已能生产出优质、高纯净度的钢锭。当钢锭从高温开始逐渐冷凝时。氢在钢中的溶解度随着钢锭温度的降低而减小。钢的原始氢含量本来已很低，其中一部分氢从钢锭中扩散出去，靠近钢锭心部的余氢便扩散到钢锭心部的疏松等空隙中，并由原子氢变为分子氢，同时在空隙中产生氢压力，而氢压力的大小取决于空隙体积。此钢锭如果用足够的锻比及正确的锻造工艺进行锻制，钢锭内部的空隙缺陷在高温下焊合而使组织非常致密，并及时地进行锻后热处理，一方面可消除锻件内部的变形应力，另一方面又进一步降低了锻件材内的氢含量，这样锻件材就很难形成白点。 如果钢锭的原始氢含量较高，钢锭心部的显微空隙中扩散较多的氢，当离子氢转变成分子氢时，在显微空隙中产生很大的氢压力，在锻造过程中，如果锻比不够或锻造不当，使钢锭心部的显微空隙得不到焊合而继续存在的话，这些显微空隙将会成为白点的核心。尤其对于因锻比小或锻造方法不当的锻件材来说，其内部空隙变小，造成原显微空隙处的氢压力增大。如果锻后热处理的时间不充分，未能充分消除锻件内的残余应力，从而在锻件材内部的疏松未锻合处产生应力集中，并形成三向拉应力的应力场，锻件材内残留下来的氢便向应力场聚集。内应力造成位错的汇集，并引起钢中氢的重新分布与聚集。当局部氢含量达到一定数量时，由于氢原子的钉扎作用阻碍此位错的运动，破坏了钢的可塑性，使钢变脆。失去塑性的钢在氢压力与钢中的内应力的同时作用下很容易在氢聚集处(疏松未锻合部位)沿金属强度弱的方向产生局部脆性开裂，即形成所谓氢致裂纹——白点，见图1、图2。![]()
如果锻件材内部的冶金质量较差，非金属夹杂物的含量较高，这些夹杂物对氢的溶解度大，夹杂物在锻件材中也可以成为白点的核心，它对锻件材产生白点的危害作用，不亚于疏松未锻合缺陷产生白点对锻件材质量的危害。钢中的非金属夹杂物能溶解大量的氢，大部分夹杂物随着锻件的热加工变形而变形，并沿着热变形方向分布。变形的夹杂物割裂了金属，使金属基体的连续性遭到破坏。原存在于夹杂物周围的氢已在夹杂物与金属基体之间空隙中形成较大的氢压力，加之锻件材的内应力在夹杂物的周围产生应力集中，并形成以夹杂物为核心的三向拉应力的应力场。在应力场的作用下，溶解在夹杂物中的氢溶入钢中，而氢反过来向应力场聚集。于是增加了钢中局部的氢浓度，使钢变脆，在金属强度弱的方向形成氢致裂纹——白点。自点一般在低于200℃的温度下形成，小白点形成后，随着锻件材温度的降低，白点直径逐渐增大，其厚度不改变或很少改变。 锻件材锻成后并不立即产生白点，从锻件材锻成到白点形成的这一段时间间隔称为白点的潜伏期。此潜伏期的长短取决于钢的成分、锻件材的截面、原始氢含量及锻件材后来所处的环境条件。这类白点，常常是锻件材冷却至室温后几小时或几十小时，甚至更长的一段时间后才能产生。另外，白点开始产生后，在以后的继续冷却和放置期间还将不断地扩大和产生新的白点。 可以认为，就是上述因素造成了锻材“白点”质量异议的发生。 白点对锻件材是一种不允许存在的冶金缺陷。要防止锻件材中自点的产生，主要采取以下措施：第一、炼钢去氢，要求使用干燥的氧化剂、造渣材料以及铁合金或对这些原料进行严格烘烤，同时还必须严格按工艺要求进行冶炼操作，最大程度地降低钢中的氢含量；第二、要尽量提高钢的纯净度，强化氧化期沸腾操作，尽可能地减少钢中的非金属夹杂物含量。防止钢水的二次氧化，是减少钢中大颗粒夹杂物，提高钢水纯净度的有效措施；第三、锻后去氢处理和降低锻件材的内应力，对热处理工艺进行调整，采用起伏去氢工艺，保证锻材内外温度均匀，消除锻造变形引起的残余应力和冷却时的温度应力，加快氢的扩散过程。第四、提高锻件材的致密度，提高锻造温度，变形工艺要保证锻件材中心疏松缺陷控制到≤1.5级。 经过大量研究工作证实。白点的形成与锻件材内部的致密程度有密切关系。对于某些锻件材虽然总锻比不算小，但往往心部存在着疏松未锻合之类缺陷。这些未锻合缺陷就成为应力集中和氢聚集的场所，显微空隙中的氢在第一热处理过程中也难以扩散出去。所以，即使锻件材的氢含量较低，而锻件材的心部却存在着局部氢含量高的区域，白点就容易在此处形成。为防止锻件材中出现白点，应特别强调确保锻件材内部致密的重要性。一般只根据钢种、实际氢含量以及锻件材的最大截面尺寸来选择热处理时间，现在看来只考虑这几方面是不够的。还必须考虑到锻件材内部的冶金质量以及致密性。如果忽略了这两个因素的影响，即使锻件材中的氢含量不很高，若按常规选择热处理时间，仍然存在着产生白点的危险性。
免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。但因转载众多，或无法确认真正原始作者，故仅标明转载来源，如标错来源，涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将在第一时间协商版权问题或删除内容！
![]()
