34CrNi3Mo锻件超声缺陷分析.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.1(下)-71-工 业 技 术轴锻件产品原材料冶炼方法为电弧炉+LF+VD+电渣,电渣锭经锻造开坯+锻造成型+正火+回火+粗加工并经超声波检测后均存在密集型缺陷。缺陷波为林状波,波峰清晰,波形尖锐,灵敏度降低时缺陷反射波下降较快,底波降低或消失。提高灵敏度,底波无明显增加。圆周方向探伤各处反射波形均类似1。根据图纸技术要求,不允许存在裂纹、白点等缺陷,否则产品按报废处理。为提高产品质量,分析密集性缺陷的原因2成为亟需解决的问题。1 理化检验为准确了解裂纹产生的原因,本文选取一部分轴锻件产品进行了渗透检测、金相组织检测、能谱分析、弯曲试验和气体含量检测3。1.1
2、34CrNi3Mo 化学成分34CrNi3Mo 化学成分见表 1。表 1 化学成分元素名称要求含量(wt.%)实测含量(wt.%)C0.30-0.400.32Mn0.50-0.800.73Si0.17-0.370.31P0.0350.005S0.0350.005Cr0.70-1.100.90Ni2.75-3.252.88Mo0.25-0.400.29Cu0.200.05O0.00135N0.00412H0.000051.2 渗透检测对产品取片进行渗透检测,UT 探伤缺陷区域为微裂纹,检测结果如图 1 所示。1.3 金相组织检测在切片试块上取小块试样进行金相组织及夹杂物检测,其金相检测结果如图
3、2 所示。1.4 能谱分析取带裂纹的小块试样进行能谱分析,检测结果如图 3、表 2 所示。1.5 弯曲试验对超声波检测缺陷区域取样进行弯曲试验,检测结果如图 4 所示。1.6 气体含量检测对现场电渣锭锭底端锯切 40mm 后,内部存在 60mm70mm 孔洞,氢含量为 0.00044wt.%。冒口端锯切 40mm 后存在针状缺陷。对冒口端针状缺陷附近区域取样检测气体含量,氢含量分别为 0.00011wt.%、0.00014wt.%、0.00015wt.%。冒口锯切图及冒口气体含量检测数据图如图 5 所示。2 结果分析及结论经切片渗透及金相组织检测显示,34CrNi3Mo 轴产品超声波探伤内部缺
4、陷为微裂纹,裂纹位置为横截面 R/2 以内,裂纹宏观形态呈锯齿弯曲状,裂纹长度 1mm4mm。金相检测显示,基体组织为索氏体,晶粒度为 67 级,不存在过烧及过热现象。裂纹两侧无氧化及脱碳现象。裂纹为穿晶裂纹,判断裂纹是在正火后冷却过程中形成的。能谱分析显示,裂纹部分内部区域存 O 含量较高,存在氧化物,氧化物含量较少。弯曲试验显示,断口部位存在白点。经判断分析,该裂纹产生原因为氢含量较高,导致出现34CrNi3Mo锻件超声缺陷分析朱向博1,2王博昀1,2常立福1,2王军军1,2李金龙1,2(1.兰州兰石超合金新材料有限公司,甘肃 兰州 730300;2.甘肃省高端铸锻件工程技术研究中心,甘肃
5、 兰州 730300)摘 要:本文对34CrNi3Mo 轴类件锻件超声波检测存在的密集型缺陷进行了分析,通过金相检测、能谱分析、弯曲试验以及气体元素检测等方法探讨了34CrNi3Mo 轴类锻件密集型缺陷的原因。检测结果显示,引起密集型缺陷的主要原因是锻件中存在“白点”,通过优化热处理工艺可消除应力,解决生产中轴类锻件易出现超声波探伤不合格的问题。关键词:轴锻件;密集型缺陷;白点;超声波探伤中图分类号:TG31文献标志码:A图 1 渗透检测图中国新技术新产品2024 NO.1(下)-72-工 业 技 术白点缺陷4。造成白点缺陷的主要原因是原材料电渣锭内部氢含量较高,同时存在夹杂缺陷。由于钢材锻后
6、温度降低,因此氢在钢中的溶解度降低,当冷速加快时,材料内的氢来不及扩散至大气,体积扩张引起较高的内应力,进而导致撕裂,聚积在钢的显微孔隙或尖锐夹杂缺陷区域,结合成分子态。同时,钢材中的氢含量、钢材直径或厚度规格对氢的扩散都有影响。钢材直径或厚度规格越大,氢的逸出扩散的路径越长并越困难,白点敏感度也越大,会在内部形成巨大的局部压力,导致形成白点5。3 结论验证3.1 白点成因及危害白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内部缺陷。轴图 2 电渣锭产品金相显微组织200m100m图 4 弯曲试验图图 5 冒口锯切图图 3 能谱分析图像及数据结果谱图14谱图13表2 能谱分析数据元素wt.%wt.%Si
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