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日期:2020-07-14 00:36 

  环类锻件缺陷解析与抗御设施_刻板/仪外_工程科技_专业原料。No. 1 January 2013 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING ANDFORGING 环类锻件缺陷解析与抗御设施 张玉亭 ( 中冶京诚( 营口) 装置技巧有限公司,辽宁 115

  No. 1 January 2013 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING ANDFORGING 环类锻件缺陷解析与抗御设施 张玉亭 ( 中冶京诚( 营口) 装置技巧有限公司,辽宁 115000) 摘要:解析低合金高强度环锻用钢锭超声检测不足格的缘由。解析证据,导致检测不足格的混杂物要紧为 硫化物、氧化铝和部门回护渣因素。适合低落浇注温度、做好混杂物的变性管束和接纳回护浇注可普及钢锭质 量。 闭节词:环类锻件; 超声检测; 缺陷 中图分类号:TG316. 1 + 92 文献标识码:A Analysis and Solution for Ring Forgings Defects Zhang Yuting Abstract: This paper analyzes the reason for rejection of UT results for high strength low alloy ring forging ingot. The analysis shows that the inclusions caused unacceptable test results are mainly sulfide,alumina and partial protecting slag composition. The quality of steel ingot can be improved by properly decreasing pouring temperature,performing modification treatment of inclusions and applying pouring protection. Key words: ring forging; UT; defect 前阶段坐蓐的低合金高强度环锻用钢锭,锻 成法兰后检测,展现了制品批量检测不足格形象。 超声检测为群集型缺陷。为了查找缘由,采用了 超声检测定位缺陷、取样、制样、低倍、高倍及电镜 考验等一系列要领和设施,同时,还对坐蓐流程进 行了排查。本文着重从炼钢的角度说说改善及预 防设施。 酸浸缺陷对象相吻合,睹图 2。 正在低倍试料缺陷地点切取制备断面试样,睹 图 3。对其实行 SEM 旁观,浮现群集型条状混杂 物,对象与图 3 中低倍酸洗后看到的缺陷对象平 行,睹图 4、图 5。对混杂物实行能谱解析,睹图 6,可认定为硫化锰混杂。 1 取样解析 依照超声检测定位,对差别产物的缺陷部位 实行了取样,经凹凸倍考验和混杂物电镜及能谱 解析考验,正在缺陷处均浮现有混杂物。从混杂物 角度看,可归为三类缺陷。 1. 1 硫化物混杂 切割后的试样 1 经超声检测定位缺陷,正在试 料长轴向 100 mm ~ 140 mm 区间内浮现存正在笔直 于长轴的群集型缺陷。正在缺陷纠合处切取 20 mm 厚低倍试样,酸浸后旁观低倍试样外面浮现众处 深可睹底的条状缺陷,并稀有条偏析线。条形缺 陷平行于偏析线对象、笔直于试料长轴对象,亚洲必赢官网注册送37与检 测浮现的群集型缺陷走向划一。此条形缺陷长正在 2 mm ~ 5 mm 之间,宽约 1 mm,睹图 1。正在低倍试 料偏析带上切取制备高倍试样,未腐化状况下,发 现存正在硫化物会萃境况,硫化物呈单条断续或众 条 密 集 排 布 。硫 化 物 夹 杂 向 偏 析 带 方 向 延 展 ,与 收稿日期:2012—06—27 12 图 1 酸浸低倍试样容貌 Figure 1 Morphology of acid dipped macroscopic specimen 图 2 硫化物混杂会萃( 100 × ) Figure 2 Gathered sulfide inclusion( 100 × ) 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING AND FORGING No. 1 January 2013 图 3 试样断口容貌 Figure 3 Morphology of specimen fracture 图 7 缺陷高倍下容貌( 1 000 × ) Figure 7 Microstructure Morphology of defects ( 1 000 × ) 图 4 条状混杂物 SEM 图像 Figure 4 SEM picture of stripe inclusions 图 8 裂纹内混杂物因素图谱 Figure 8 The spectrum of inclusion composition inside crack 图 5 硫化锰混杂 SEM 图像 Figure 5 SEM picture of manganese sulfide inclusions 图 6 混杂物能谱图 Figure 6 Energy spectrum diagram of inclusion 1. 2 氧化铝和硅锰酸盐类混杂物裂纹 试样 2 正在高倍数下旁观为裂纹缺陷,同时裂 纹内部含有非金属混杂物,睹图 7。对裂纹中的 混杂物正在 EDS 下实行因素测定,混杂物为氧化铝 图 9 裂纹处混杂物容貌 Figure 9 Inclusion morphology at crack position 类和硅锰酸盐类混杂物,同时混杂物含有少量的 钙钾元素,睹图 8。 1. 3 氧化铝类混杂裂纹 对试样 3 实行加工后,正在检测象征地点的加 工外面展现众处缺陷,此中一种为深可睹底的条 形缺陷。肉眼旁观还浮现另一种缺陷,正在放大镜 下进一步旁观发实际为翘皮。用器材将翘皮翻 开,借助放大镜旁观,缺陷内部特点与第一种的条 形缺陷划一,正在铣床加工后的试样外面还存正在少 量的胀泡缺陷。 对条形缺陷通过 SEM 旁观,其内部存正在大方 的非金属混杂物,要紧为颗粒状氧化铝,翻开翘皮 缺陷内部也存正在以氧化铝为主的大方混杂物,睹 图 9。对裂纹处混杂物实行 EDS 能谱测定,外明 裂纹 内 确 实 存 正在 以 氧 化 铝 为 主 的 夹 杂 物,睹 图 10。 笔直于胀泡缺陷切割并磨制成高倍试样,正在 金相显微镜下旁观为裂纹缺陷,裂纹及邻近存正在 氧化铝类非金属混杂物,睹图 11、图 12。 13 No. 1 January 2013 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING ANDFORGING 外 1 检测结果与过热度比拟联系 Table 1 Relation between test results and superheat degree 检测结果 吊包过热度 /℃ 及格 判废 54. 7 57. 5 图 10 混杂物能谱 Figure 10 Energy spectrum diagram of inclusion 外 2 检测结果与浇注速率比拟联系 Table 2 Relation between test results and pouring speed 及格 检测结果 锭身 帽口 判废 锭身 帽口 锭A 491s 266s 570s 321s 锭B 544s 308s 578s 323s 锭C 627s 332s 656s 343s 图 11 胀泡下的裂纹容貌 Figure 11 Crack morphology at bubble position 图 12 胀泡缺陷邻近的氧化铝混杂物 Figure 12 Alumina inclusions near bubble defect 2 冶炼流程排查解析 2. 1 过热度、浇注速率的统计与解析 超声检测结果与过热度境况的比拟联系睹外 1。 超声检测结果与浇注速率之间的比拟联系睹 外 2。 偏析是因为凝聚流程中的遴选结晶导致凝聚 后期钢锭因素不匀称酿成的。末了凝聚的钢液必 然含有较众的杂质,加倍是钢中的易偏析元素碳、 硫、磷等 都 偏 聚 于 此。 此 时 钢 液 温 度 低,钢 液 变 粘,加上杂质元素的偏聚,使固液两相区的钢液变 得更浓厚,补缩无法满盈实行。其它,气体正在凝聚 流程中,不是匀称漫衍到钢锭各个部位,而是容易 向钢中的懦弱部位如松散、偏析处爆发会萃。即 14 图 13 不良品按月统计境况 Figure 13 Monthly statistical situation for defective products 使这种偏聚不首要,正在锻制流程中也会诱发裂纹 的萌生和扩展。要思压抑硫化锰偏聚,支配偏析 水平是紧张的一环。 依照浇注速率及浇注温度统计结果看,过热 度越高,展现不足格的几率越大。注温高,钢锭偏 析首要。且注温高,注速慢时,钢液易散流,浇注 时光长,钢水的二次氧化几率大。上述注温注速 统计结果也验证了这一点。 2. 2 浇注流程中帽口绝热板展现翻花形象 浇注钢锭时,展现众炉帽口板滋润,钢水上冒 口线,滋润处热烈翻花形象,且有部门钢锭此流程 接连很长时光。而这部门钢锭的检测结果险些都 不足格。钢水翻花极大概将回护渣卷入,加剧钢 水的二次氧化,随后正在凝聚流程中无法有用上浮。 同时,翻花的钢锭补缩境况欠好。于是应高度重 视帽口绝热板的质料,强化相闭原辅料的禁锢和 验收、保管。 2. 3 不良品展现的时光段 由图 13 可 知,8 月 份 之 前,质 量 相 对 稳 定。 而 8 月份往后,不足格品减少。与此同时浮现钙 管束成效不不变,大批炉次管束成效欠好,末了确 定为硅钙线 电炉及简练 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING AND FORGING No. 1 January 2013 尽量避免出钢过氧化,淘汰炉后脱氧的担负, 普及钢质清白度。 低落磷硫含量,满盈脱氧脱硫脱气,确保较低 的气体含量。 保障钙管束成效,支配混杂物形状。切确控 制钢中混杂物形状,对待钢中的 Al2 O3 和 MS 夹 杂,喂入硅钙线或钙线实行钙管束。因为钙对夹 杂物有精良的变性管束功用,使其形成球形的复 合混杂物,鼓动混杂物的上浮和细化、球化,匀称 漫衍。 仍旧足够的软吹氩搅拌时光和成效,鼓动夹 杂物的上浮。要避免钢水裸露正在大气中。 低落浇注温度,防御模壁逛离的等轴晶体再 熔化,利于等轴晶的酿成,即可伸张等轴晶区,缩 小柱状晶区,并使晶粒变得更渺小。注温低落,可 使凝聚缩短变小,钢锭松散减轻,还可限度偏析的 发达。于是,正在保障浇注顺畅的条件下,应尽大概 低落浇注温度。 注温适合低落后,吊包过热度可低落 5℃ 。 3. 2 注锭 强化精密化操作,正经按操作规程,尽心竭力 地做好注前、注中、注后的事情。 保障铸锭编制的明净和干燥。支配钢锭模上 线的温度,避免钢锭模上线时外面温渡过高。 强化冒口的补缩操作,尽大概减慢钢锭保温 帽的散热速率,使保温冒内的钢液长时光仍旧液 态,推迟帽口部门钢液的凝聚时光,将缩孔纠合到 冒口部。同时,可减轻中央松散。 支配注流形状,避免散流。完满氩气回护浇 注,有用减轻钢流的二次氧化。 正经支配种种原辅料的质料,杜毫不及格原 辅料的运用。 4 告终语 超声检测出的群集性缺陷为硫化锰、氧化铝 硅锰酸盐及氧化铝和少量回护渣元素的混杂物。 硫化锰混杂处偏析首要,酸浸低倍试样可睹条状 缺陷。浮现氧化铝硅锰酸盐及少量回护渣元素、 氧化铝的试样,正在高倍数下旁观为裂纹缺陷,同时 裂纹内部含有非金属混杂物。 保障钢质的清白是超声检测及格的根柢。钢 的铸态结构布局,如偏析、松散等是影响检测及格 率的要紧成分。原辅料质料也很紧张。 普及检测及格率是一个编制工程,须要从原 料质料入手,优化冶炼、浇注、加热、锻制工艺,相 互鼓动,最终普及检测及格率。 参考文献 [1] 李代锺. 钢中非金属混杂物. 科学出书社,1983. [2] 陈义雄. 普及 370QE 钢板超声波检测及格率践诺. 冶金丛 刊,2008. [3] 赵晗,等. 锻件检测缺陷考验解析呈报. 编辑 杜青泉 檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷 ( 上接第 11 页) 比拟解析 t 冒口端样和 T 肩样,冒口端样中 心部位属于松散、缩孔等缺陷群集区,假使是杂质 富化的偏析区,但混杂物评级齐备及格,证实钢液 纯净度很高。而 T 肩位于钢锭概况,却有超标夹 杂物存正在,究其缘由为该部位是轮回死角,混杂物 容易会萃,从而酿成超标混杂物。故发起对巨型 钢锭或无损检测哀求极端高的产物将钢锭肩部切 除掉。其它 T 肩样为铸态,假如经由锻制,能改 善混杂物的形状、巨细及漫衍,可正在必然水平上提 高混杂物评级等第。 6 结论 通过以上对化学因素、混杂物的解析,可能得 出以下结论: ( 1) 易偏析元素 C、Mn、Cr、Mo 阔别有差别程 度的偏析,冒口端的偏析比水口端要大。从 T 肩 样的解析来看,易偏析元素正在全面圆周上漫衍比 较划一。化学因素和钢液温度的切确支配阐明了 应有的功用,全面冶炼、浇注流程支配是有用的。 ( 2) 气体含量支配到达较高秤谌,极端是 O 含量的支配。 ( 3) 剩余无益元素含量相当低,钢的纯净度 到达了较高的秤谌。 ( 4) 通过低落钢中 S、O 的含量可能很好地抑 制 A、D 类混杂物的酿成。 ( 5) 从 C、N 的偏析可能彰彰地看出冒口端样 偏析大,这是因为冒口端样居于冒口线,其偏析程 度大于锭身,故冒口务必有足够的切除量。 ( 6) 钢锭肩属下于轮回死角,混杂物容易聚 集,易酿成超标混杂物,影响钢锭质料,对巨型钢 锭或无损检测哀求极端高的产物,发起将钢锭肩 部切除掉,以普及产物德料。 编辑 李韦萤 15