42CrMo钢锻件的白点研究

42CrMo钢是合金结构钢中的铬钼钢。由于其良好的综合机械性能,高淬透性和良好的热处理工艺,它主要用于制造强度要求或淬火段。大型锻件,例如机车牵引的大型齿轮,增压器传动齿轮,后桥,弹簧,发动机气缸等。

但是事实证明,42CrMo钢很容易产生白点。白点的存在会严重损害钢的机械性能,从而导致大型锻件的塑性降低。当热处理被淬火时,锻件容易破裂,并且在使用中容易发生脆性断裂。

42CrMo钢的生产工艺是:电弧炉电炉冶炼→LF精炼→浇注→缓慢冷却到矿坑中→脱模→加热→锻造→正火+淬火和回火处理。 42CrMo钢的具体过程为:

1)将钢锭脱模后,不进行应力消除退火;

2)锻造前加热;

3)锻造工艺:压制量约20%,长度直接扩大到Φ580mm×6000mm;

4)直接锻造,淬火和回火(水淬和空气冷却)直接在锻造结束时进行。

为确定42CrMo钢心轴在使用过程中脆性断裂的真正原因,将心轴芯切成薄片,并对典型缺陷进行采样和分析。进行低时间酸浸后,肉眼观察到在样品表面一定距离或中心附近分布的之字形拉长裂纹呈放射状同心圆或不规则形状,低倍酸浸试验结果为典型的白色。点裂纹缺陷。

白点的产生是中碳合金结构钢的固有缺陷。特别是Cr和Mo钢经常出现在大面积的钢坯或锻件中,这表明42CrMo钢确实是对白点敏感的钢。心轴锻件属于轴锻件的加长部分,表层处于困难变形区和小变形区,大变形区在从表面到中心的一定深度以内。在锻造过程中,由于工件的倒置,使表层在难变形区和小变形区之间交换,并且表层始终在距型芯一定深度的大变形区。由于不均匀变形,该部分的中间部分承受双向压缩应力。两侧边缘部分都受到轴向拉伸应力和厚度方向的压缩应力。可以清楚地看到,较大的变形区域导致裂纹集中,H累积在裂纹处,同时,由于感应到的残余应力扩散,氢压力增加到等于金属的键合力原子,原子键断裂,导致裂纹扩展并形成白点。

在分析了42CrMo钢的白点缺陷后,总结了其控制和修复方法:

(1)降低炼钢过程中H含量的措施:1)增加出钢终点的C含量并防止过氧化操作; 2)增加搅拌强度,提高真空下氩气流量; 3)提高设备容量,增加大型真空设备的抽气能力。

(2)减少了使用白点敏感性的锻造压制方法,例如,在高温下进行锻造并缩短了从铁心到锻件表面的距离,从而提高了H的扩散速度和相对面积H容易从锻件内部析出,减少了钢产生白点的可能性。

(3)必须严格控制原材料的质量,以大大减少夹杂物的含量。根据H含量和锻件的横截面,确定合理的热处理工艺,以消除温度应力和冷却引起的不均匀变形。造成残余应力。

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