通過低倍酸洗和掃描電鏡斷口分析等檢測手段,對一根材質(zhì)為34crmo1鋼主軸白點的產(chǎn)生原因、形成機理和預(yù)防措施等進行較為系統(tǒng)的分析和討論。指出只有通過雙真空或在α-fe的zui高溫度內(nèi)進行保溫處理,將氫含量控制在不產(chǎn)生白點的zui小極限值2cm3/100g以下以及減少因各類偏析所產(chǎn)生的組織應(yīng)力,才能達(dá)到既可防止產(chǎn)生白點又能提升產(chǎn)品質(zhì)量的雙重目的。
一根材質(zhì)為34crmo1鋼的主軸，在粗加工后探傷檢測時因發(fā)現(xiàn)在軸身中間部位有大量密集性超標(biāo)準(zhǔn)缺陷而報廢。為確定缺陷性質(zhì)，制定正確的改進措施，提升產(chǎn)品質(zhì)量，一重集團鍛鋼事業(yè)部技術(shù)人員利用現(xiàn)有檢測設(shè)備，對該主軸進行了解剖分析。
氫和組織應(yīng)力是鋼中白點形成的主要因素。而白點是鍛件在鍛后冷卻過程中產(chǎn)生的一種內(nèi)部裂紋，常見于馬氏體和珠光體鋼中，在合金含量大于3.5%的鉻鎳鉬鋼中zui易出現(xiàn)。該裂紋是產(chǎn)生應(yīng)力集中和三向拉應(yīng)力的根源，將大大降低零件的機械性能，是在熱加工后的冷卻過程中（約200℃至室溫之間）所形成的一種不允許存在的缺陷。因其會在無明顯變形的情況下使運行中的構(gòu)件突然斷裂，導(dǎo)致的后果極為嚴(yán)重，所以一旦發(fā)現(xiàn)必須報廢。白點的產(chǎn)生原因分析如下：
1）氫含量高。氫是形成白點的首要因素，隨著氫含量增加，鋼中白點的敏感性也在增加。氫主要由爐料帶入；爐氣中的h2o、h2、o2、n2、co2等都有可能通過爐渣或直接與鋼液接觸而融入鋼中，它們在爐氣中的含量越高，融入鋼中的含量也越高。
2）內(nèi)應(yīng)力大。工件在加熱或冷卻過程中，因為熱脹冷縮和相變時發(fā)生的體積變化，或因工件表層和心部存在溫度差和相變非同時發(fā)生以及相變量不同時，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，其合成應(yīng)力統(tǒng)稱為內(nèi)應(yīng)力。該軸zui終的應(yīng)力狀態(tài)是軸身表面呈受壓應(yīng)力狀態(tài)，軸向呈受拉應(yīng)力狀態(tài)。
3）成分偏析。在大鍛件中靠近冒口區(qū)域內(nèi)的氫、碳、硫等雜質(zhì)元素較多，因此奧氏體的穩(wěn)定性也較高，在鍛件冷卻過程中先行轉(zhuǎn)變部分析出的氫，將部分地被偏析區(qū)的奧氏體所溶解，使偏析區(qū)的奧氏體在較低的溫度下分解，這時當(dāng)析出的氫和組織應(yīng)力大到超過主軸自身的抗拉強度時，兩者的合成應(yīng)力便會使偏析區(qū)的α-fe變脆直至開裂。
4）化學(xué)成分。隨著含碳量和鉻、鎳、鉬、錳等元素的增加，白點的敏感性也在增加，化學(xué)成分是通過對氫的溶解度與擴散速度、氫脆以及奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)等各方面發(fā)生作用，因而對形成白點的敏感性也有一定影響。
關(guān)鍵預(yù)防措施：
對所有爐料都應(yīng)該有良好的充分干燥的保存制度，保持爐料清潔；對鐵合金和脫氧劑尤應(yīng)注意烘烤，以盡zui大努力降低爐氣中有害氣體含量。
嚴(yán)格控制對含有鉻、鎳、鉬等白點敏感性高的鋼在采取雙真空處理時冶煉工藝的實施情況，應(yīng)把鋼中氫含量控制在2cm3/100g的極限以下。
去氫退火應(yīng)選在α-fe范圍內(nèi)的zui高溫度下進行，以促使氫以zui大速度擴散。
盡量減少碳、磷、硫雜質(zhì)和其它因素所引起的各類偏析，盡量減少因組織應(yīng)力引起應(yīng)力集中而導(dǎo)致形成白點的可能性。