先發一張低倍立體對照片。40Cr鍛件,經過正火后發現縱裂,裂縫打開后發現是石狀斷口。
如果你看過立體畫,就用看立體畫的方法來看這兩張照片,當兩張照片變成三張了,你就進入了三維空間,特別是中間的一張立體感最佳。
GCr15的碳化物液析
100倍
100倍
1000倍(橫向)
以前,有客戶投訴液析超標,說是當地技術監督局抽查發現的。
把樣拿來一看,是把硫化物當作液析了。
硫化物是淺灰色,液析白亮,氮化物黃色,混為一談易鬧笑話。
非金屬夾雜
用GCr15連鑄軸承鋼冷拉直條車制水泵軸半成品時,溝道處發生斷裂,斷口上有從心部向外的放射形條紋(下圖1左),試樣縱剖后發現內部存在橫向裂紋(下圖1右)。
在縱剖面上作金相檢驗,球化組織正常,但心部存在十分嚴重的碳的正偏析區(下圖2),碳偏析區內有粗大、完整的網狀滲碳體及塊狀滲碳體(下圖3)。
由此認定:該連鑄軸承鋼的質量低劣,心部十分嚴重的碳偏析是導致冷拉時內部出現橫裂的原因。
圖1
圖2
圖3
我第一次看到這種類型的試樣時,就按書籍上所說評為脫碳層。
后來發現,表面片狀較深時會引起拉拔橫裂,脫碳層怎么會引起拉拔橫裂呢?我產生了疑問。
后來又發現,用球化退火后存在表面片狀的盤條生產軸承鋼絲,經過一次冷拉+再給晶退火的成品鋼絲,表面出現片狀減少、球狀增加的現象;凡經過數次冷拉+再給晶退火的,絕大多數成品鋼絲表面已無片狀,脫碳層也大多合格。
再來一張石狀斷口
上面一張“立體對”的石狀斷口,其實在鍛件上已發生了縱裂,但當時沒發現,后續正火時裂縫內產生氧化脫碳,晶粒的棱邊已變得圓滑。
這一個石狀斷口,在我見過的石狀斷口中,是最“漂亮”的,晶粒的棱邊完整清晰。這也是40Cr鍛件,用的原料是鍛圓,打成一個類似塔形試樣的部件,最粗的一節沒有經過變形,鍛后發生了縱裂,其他經過變形的幾節都完好。所以這最粗的一節相當于用鍛造溫度來進行正火處理,產生了嚴重的過熱現象。金相分析發現晶粒異常粗大,開裂為沿晶開裂,有沿晶界分布的二次裂紋,斷口上無脫碳層。
斷口上無脫碳層,有氧化色,說明是縱裂是在冷卻過程中發生的。
斷口大多凹凸不平,拍攝“立體對”照片是為了真實記錄保存斷口形貌。
拍攝時要模仿人眼觀察物體產生立體感時的條件,即在物體位置、光照及放大倍數不變的條件下,拍攝與左右眼觀察時有相同視野的兩張照片。可在立體顯微鏡的兩個目鏡筒上拍攝,也可在掃描電鏡或透射電鏡上拍攝。我的這對照片是用數碼相機在自然光下拍攝的實物,未使用顯微鏡,拍攝時與中心線的夾角約6~7度,然后對圖像進行裁剪、調整大小及拼接。
白點斷口
白點的產生,氫+應力,沒人提過異議。
產生了白點,氫或應力孰為主因,異議就大了!
能改鍛或降級,損失小一些,雙方好談一些,如果只能報廢回爐,損失就大了。
解剖、取樣,作低倍、斷口、高倍等試驗,出分析報告。
我認為:一般來說,鍛件的高低倍組織、晶粒均正常時,氫為主因;鍛件鑄態組織未得到有效改善、晶粒粗大、有嚴重的魏氏組織時,應力為主因。
白點的認定
在標準圖譜或書籍上的白點,不管是低倍或斷口,都是很典型的,在工作中,我很少碰到類似的白點,特別是斷口。
在白點嚴重時,超探可以對白點定性,所謂“此起彼伏”的波形。雙方的探傷人員如不能達成共識,缺陷的認定仍得由金相分析來決定。
由探傷定位,在缺陷嚴重處取樣,一般是先做橫向低倍,如發現了內裂,再做縱向斷口。但如果內裂數量少,分布雜亂,做斷口時往往敲不到,要反復做,工作量很大,碰到這種情況,可用做縱向低倍來認定是否白點。
當縱向低倍上的裂紋能同時滿足兩個條件:1、方向與加工流線相同;2、長度與橫向低倍相近。就可認定是白點裂紋,反之就不是。
下面一個例子,就是用縱向低倍的方法否定了白點。35CrMo鍛件,車內孔時發現裂紋。
內孔裂紋
縱向低倍
上圖局部放大,可看到裂紋方向與加工流線不一致
別的有趣的金相圖片
一層層梯田一層層綠 GCr15鍛件/片狀珠光體/加綠濾鏡/1000X
旋渦?湍急的水流?圖像從37Mn5鋼管的某一個磨面上得到/P+F/約30X
在嚴重的硅酸鹽夾雜物附近得到此圖
似一苦思冥想者 約500X
這支鋼管是朋友委托分析的,沒說明詳細的工藝過程。推測主要加工過程為:連鑄熱軋圓管坯、熱穿孔、酸洗潤滑、冷拔、退火、矯直等。
一批鋼管僅有幾支出現外壁局部橫裂,開口較大的橫裂呈鋸齒形,橫裂處表面附有銅金屬(圖1)。
在橫裂處取縱向金相樣,裂紋大多與拉拔方向呈45度角分布,裂紋內有銅金屬及氧化鐵,附近有分布在晶界上黃色的銅金屬(圖2~4),銅金屬僅分布在橫裂處表層。顯微組織為鐵素體+珠光體,有魏氏組織。
根據裂紋形狀、分布及檢驗結果,可以排除管坯及熱穿孔因素,但無法確定銅金屬的來源,一批鋼管中僅有幾支出現這種缺陷,應是鋼管加工過程中某種偶然因素引起的。
圖1
圖2
圖3
圖4
經球化退火的GCr15直條,在冷拉時表面出現橫裂并導致斷裂。金相試樣侵蝕后目視可見表面周邊呈深灰色,有粗晶現象(圖1)。顯微鏡觀察發現試樣表面為粗片狀珠光體層,深約0.50mm,粗片狀珠光體層內有冷拉過程中產生的裂紋(圖2~3)。粗片狀珠光體層內無“鐵素體增多、碳化物減少”現象(圖2~5)。試樣基體的球化組織為6級。
試樣存在球化過熱現象,而表層過熱尤為嚴重,因表層粗片狀珠光體的塑韌性差,引起冷拉時表面橫裂并導致斷裂。
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
GCr15魏氏組織及網狀滲碳體
熱鍛1000倍
淬回火200倍
熱鍛500倍
20CrMnMo鍛件探傷不合格,作高低倍檢驗發現內裂。
這兩張照片在同一縱向磨面上拍攝,有嚴重的鑄態組織保留現象,內部裂紋與變形流線或平行(圖1)、或交錯(圖2),由此認定鍛造加熱不足或變形不當是引起內裂的主因。
圖1/50X
圖2/50X
100倍
500倍
來源:熱家網