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浅谈厚壁钢管原材料裂纹,厚壁钢管热处理裂纹,厚壁钢管锻造裂纹的区分方法及防护

返回列表 来源:厚壁钢管 发布日期: 2022.03.14

  裂缝类型多种多样:厚壁钢管原材料裂纹。厚壁钢管热处理裂纹。厚壁钢管锻造裂纹等,令人头晕目眩。对其进行鉴别就是一门非常重要的课程,这样就可以方便准确地找出裂纹发生在哪些工序,有助于分析裂纹的原因。

  第一,应先确定“厚壁钢管原料裂纹”和“厚壁钢管锻件裂纹”的概念,并将其理解为“厚壁钢管锻造裂纹”,不过,导致厚壁钢管锻造裂纹的主要因素可以再分为:

  1.原料缺陷引起厚壁钢管锻造开裂;

  2.厚壁钢管锻造工艺不当造成锻件开裂。

  首先,从宏观上区分裂纹的宏观形态。水平一般不涉及基体材料。垂直裂纹应结合裂纹形态和锻造工艺进行综合分析。

  裂缝两侧有脱碳,必须在锻造过程中产生。至于原材料或锻造工艺,需要结合金相和工艺进行分析。

  对于同一批模型工件,厚壁钢管锻造裂纹基本在一处,显微探伤浅部,两面均有脱碳。但是材料的裂纹不一定在同一个地方重复,镜面深度不同。要多看看分析,也是有规律的。

  物料裂缝大部分与材料垂直方向一致。锻打裂纹有过热过烧和裂纹附近的氧化脱碳现象。另外一种是打冷铁也会引起发裂,这种现象有晶格破裂。金相分析可区分。

  锻件用途:

  1.构成要求;

  2.改善材料内部组织,细化晶粒,使元素成分与组织均匀;3.使材料更加致密(锻合材料内部原有不暴露空气的缩孔或松散等),流线分布更为合理;4.通过合理的锻后热处理方式,为下道工序提供服务。

  所以锻锻原材料中存在的某些缺陷是其主要原因。较大的铸锻件通常直接从锻造开始,钢锭内部必须有大量的冶铸缺陷,这些缺陷可以通过合理的锻造进行锻造。因此,锻造工艺的合理性是决定锻件是否开裂的主要原因。

  自然,与稳定的锻造工艺相比,如锻造前对原材料缺陷等级提出明确的控制要求,由于原材料缺陷等级超过要求,壁钢管锻造裂纹,因为原材料缺陷等级超过要求,锻件在原锻造工艺下出现裂纹。

  裂纹问题具体问题具体分析,结合工艺分析,包括是否有保护气氛,应考虑加热过程,锻造封件。氧化外壳一般为灰白色,制样过程中造成的污垢松散,颜色较暗。如果你高倍看,你就知道直接玩能谱是分不清的。

  厚壁管锻造开裂。

  厚壁管锻造裂纹一般在高温下形成。锻造变形时,由于裂纹扩大,与空气接触。因此,在100X和500X的显微镜下,可以看到裂纹中充满了氧化皮,两侧都是脱碳剂,组织成铁素体。其形态学特点是裂纹较厚,一般通过多种形式存在,没有细尖端,比较纯净,没有详细的方向性。裂隙周围没有完全脱碳,而是半脱碳。

  以厚壁钢管锻件为例,

  边沿氧化程度高

  厚壁管的热处理裂纹。

  硬化过程中产生的裂纹与锻压加热时产生的裂纹,在性质和形貌上存在显著差异。对于结构钢来说,热处理温度通常远低于锻压温度,即使是高速钢,高合金钢的加热保温时间也远小于锻压温度。因热处理加热温度偏高、保温时间太长或加热速度太快,都会导致加热时出现早期裂纹。裂隙边缘分布着粗大的裂纹,裂隙两侧略有脱碳组织;一部分受热速度过快,也可能发生早期裂口,两侧没有明显的脱碳,但裂纹内部及其尾端有氧化层。仪器由于高温时,有时温度过高,导致零件的组织极粗,其裂纹沿粗晶边缘分布。

  淬火裂纹的典型例子:

  下为锯齿状,起裂端裂纹宽,断口细小至无裂纹,裂纹处无异常冶金夹杂,无脱碳现象,裂纹呈锯齿状扩展,具有典型淬火裂纹特征。

  厚壁钢管锻件裂纹和厚壁钢管的热处理裂纹。

  1.厚壁钢管锻造裂纹产生原因:钢件在锻造时会出现发纹、砂眼、裂纹、夹杂物、皮下泡、缩孔、白点、夹层等,都可能是锻打开裂的原因。此外,由于锻打工艺不佳或不适当的操作,例如过热,过烧或终锻温度过低,锻后冷却太快等,都会导致锻件开裂。

  2.厚壁钢管热处理裂纹的成因:淬火裂纹为宏观裂纹,以宏观应力为主。钢制件在实际生产过程中,因结构设计不合理,经常发生。钢材选择不当。淬火温度控制不良。淬火冷速度不当等因素,一方面,淬火内应力增加,导致淬火微裂纹膨胀,形成宏观淬火裂纹;另一方面,由于微裂纹敏感性增加,提高了脆性和脆断裂抗SK值,从而提高了淬火裂纹的可能性。

  硬化的影响因素。

  有许多因素会影响淬火,在此仅对在生产中经常遇到的几种情况进行介绍。

  1.淬火原料已存在缺陷所致淬火:如果原材料表面和内部存在裂纹、夹杂等缺陷,在淬火前没有发现,就可能形成淬火裂纹;2.夹杂引起的开裂:如果部件内夹杂物严重,或者本身因夹杂严重已隐藏了裂纹,淬火时就会出现裂纹;3.由于原始组织不佳而发生硬化;

  4.淬火温度不适当而引起淬火:淬火温度不适当而引起零件淬火,通常有两种情况:(1)仪表指示温度低于炉子实际温度,使淬火温度偏高,造成淬火过热,导致工件开裂。在超高温淬火开裂的金相组织中,晶粒粗大,呈粗大。

  (2)钢件的实际碳含量高于钢品牌。如果采用正常淬火工艺淬火,相当于提高钢的淬火温度,容易导致零件过热和晶粒生长,增加淬火过程中的应力,导致淬火。

  5.淬火冷却不当而导致淬火:由于冷却不适当,也会导致零件发生淬火事故。

  6.机械加工缺陷所引起的淬硬:由于加工不良,零件表面留下粗细的刀痕,尽管零件很简单,或者没有应力集中,淬火时也会引起裂纹,或者在服役期间出现早期损伤。

  7.零件形态对淬火裂纹的影响:零件几何形状不合理,或者过厚区域厚、薄差大,淬火时易产生应力集中裂纹。

  8.不及时回火造成的开裂:淬火后没有及时进行回火,就会由于淬火残余应力过大而产生裂纹。

  裂缝的判别方法

  如何区分淬火裂纹、回火裂纹、厚壁钢管锻造裂纹或磨削裂纹非常重要,便于准确找出裂纹的过程,有利于分析裂纹的原因。

  首先,注意淬火裂纹与磨削裂纹形态的差异。淬火裂纹或磨削裂纹应区分淬火裂纹或磨削裂纹。当裂纹不附着在污垢上时,更容易观察到裂纹的形状,特别是裂纹的发展方向。研磨裂纹垂直于研磨方向,呈平行线形或龟甲裂纹。研磨深度根浅,淬火裂纹一般较深较大,与研磨方向无关,多为直刀切割裂纹。

  其次,注意裂纹出现的位置。尖角和凸角。孔缘。刻印处。钢印。打印时和机械加工引起的表面缺陷等部位,在这些部位出现裂纹多为淬火裂纹。

  再次,通过观察零件的裂口来区别是否有淬火裂纹或者在淬火前的钢管锻造裂纹或其它条件下的裂纹。如裂纹断面呈白色或淡白色或淡红色(淬水后引起水锈),均可判定为淬火裂纹,如裂纹部分为深棕色,即使有氧气皮出现,也不属于淬火裂纹,是在淬火之前已经存在的裂纹,是零件在锻造或压延过程中产生的裂纹。淬火将使这些裂纹全部扩大。由于淬火裂纹基本上在MS点以下形成,所以其截面不会被氧化。

  其四,在微观组织中,淬火裂纹沿晶界断裂,而非沿晶界断裂而由内部沿晶界断裂,则属疲劳裂纹。

  5.如果裂纹附近有脱碳层,则不是淬火裂纹,而是淬火前已经存在的裂纹,因为淬火裂纹是淬火冷却后产生的,永远不会脱碳。


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