50 t加氫鍛件筒體缺陷原因分析

史向陽　劉鐵山　趙學(xué)謙　劉秋堂　胡寒婷(中信重工機(jī)械股份有限公司計(jì)量檢測中心，河南471039)

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50 t加氫鍛件筒體缺陷原因分析

史向陽劉鐵山趙學(xué)謙劉秋堂胡寒婷
(中信重工機(jī)械股份有限公司計(jì)量檢測中心，河南471039)

摘要:采用低倍檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析、掃描電鏡及能譜分析、金相檢驗(yàn)等方法對(duì)50 t加氫鍛件筒體超標(biāo)缺陷進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:該加氫鍛件筒體缺陷為夾渣，夾渣的主要成分為CaO、Al2O3等。

關(guān)鍵詞:加氫鍛件筒體;缺陷;理化分析;夾渣

西南某公司生產(chǎn)的50 t加氫鍛件筒體在粗加工后檢測發(fā)現(xiàn)三處超標(biāo)缺陷，該超標(biāo)缺陷位于筒體外圓表面以下30 mm處，距冒口端450 mm左右，缺陷的具體位置如圖1中方框所示。

根據(jù)委托方提供的資料，該50 t加氫鍛件筒體的加工流程為:電爐初煉→LF精煉→RH或VD真空處理→Ar氣保護(hù)澆注→熱送或模冷→鍛造→超聲檢測。

1　理化分析

為了分析加氫鍛件筒體產(chǎn)生缺陷的原因，在圖1方框處取樣進(jìn)行分析，試樣如圖2所示。

1．1低倍酸洗檢驗(yàn)

在圖2中的試樣上切取低倍試樣，試樣經(jīng)切割、磨制后進(jìn)行熱酸蝕檢驗(yàn)，酸洗后的缺陷處宏觀形貌如圖3所示。從圖3可以看出，酸洗后缺陷處疑似疏松嚴(yán)重，但未發(fā)現(xiàn)裂紋、白點(diǎn)等其它缺陷。

圖1　50 t加氫鍛件筒體Figure 1　50 t hydrogenation cylinder forging

圖3　缺陷處低倍宏觀形貌Figure 3　Macroscopic morphology of defect

1．2化學(xué)成分分析

在低倍試片上鉆取鐵屑進(jìn)行化學(xué)成分分析，化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，筒體的材質(zhì)成分除Ca、Al元素超標(biāo)外，其它的均滿足技術(shù)條件要求。

1．3金相分析

在缺陷處取金相試樣進(jìn)行顯微組織分析。試樣經(jīng)磨制、拋光后在金相顯微鏡下觀察，可以看到大量的夾雜和針狀孔洞存在，這些夾雜和針狀孔洞大多成圓形或者橢圓形，如圖4所示。使用4%硝酸酒精溶液腐蝕后，在金相顯微鏡下觀察，試樣的組織為鐵素體+珠光體+貝氏體，晶粒度為7級(jí)，組織正常，如圖5所示。

1．4掃描電鏡及能譜分析

表1　化學(xué)成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1　Chemical composition analysis results ( mass fraction，%)

圖4　夾雜物形態(tài)Figure 4　Inclusion morphology

圖5　筒體顯微組織照片F(xiàn)igure 5　 Microscopic structure photographs of hydrogenation cylinder

利用掃描電鏡對(duì)夾雜物進(jìn)行掃描分析，微觀形貌如圖6所示。對(duì)夾雜物的成分進(jìn)行掃描電鏡能譜分析，能譜分析結(jié)果如圖7所示。從圖7可以看出，夾雜物主要含有Ca、Al元素。

圖6　夾雜物形貌( 732×)Figure 6　 Inclusion morphology ( 732×)

圖7　能譜分析結(jié)果Figure7　 Energy spectrum analysis results

2　分析與討論

由以上分析可知，該加氫鍛件低倍缺陷嚴(yán)重，在高倍下能看到大量的孔洞存在。對(duì)缺陷嚴(yán)重處

進(jìn)行掃描電鏡能譜分析，結(jié)果表明此處Ca、Al元素超標(biāo)。由于Ca、Al元素均不是加氫鍛件筒體的主要合金元素，因此加氫鍛件筒體的缺陷應(yīng)為夾渣。夾渣的主要成分為CaO、Al2O3。夾渣的主要來源是冶煉過程中的渣沒有完全上浮或者扒渣不徹底，在隨后的澆注過程中隨鐵液進(jìn)入鋼錠中，造成加氫鍛件筒體出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)缺陷。

3　結(jié)論

該加氫鍛件筒體超標(biāo)缺陷為夾渣，夾渣的主要成分是CaO、Al2O3等。

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編輯杜青泉

Analysis on Cause for Defects of 50 t Hydrogenation Cylinder Forging

Shi Xiangyang，Liu Tieshan，Zhao Xueqian，Liu Qiutang，Hu Hanting

Abstract:By means of macroscopic examination，chemical composition analysis，SEM and EDS，metallographic examination etc，the defect beyond tolerance of 50 t hydrogenation cylinder forging has been analyzed．It turned out that this kind of defect was slag inclusion whose major composition was CaO and Al2O3etc．

Key words:hydrogenation cylinder forging; defect; physical and chemical analysis; slag inclusion

收稿日期:2015—05—07

中圖分類號(hào):TG115

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B