针对某汽车发动机曲轴用40CrNiMoA钢进行低倍酸蚀检查时,发现其心部疑似存在裂纹缺陷。经过一系列理化检验,揭示了该缺陷并非真实裂纹,而是由于材料心部不致密及心部存在的异常贝氏体导致的不耐腐蚀,在酸蚀过程中产生的腐蚀坑。通过对连铸及轧钢工艺参数的优化,有效消除了心部贝氏体异常,显著提高了材料的致密度,消除了低倍缺陷。
关键词:40CrNiMoA钢;低倍缺陷;贝氏体;酸蚀;连铸工艺;轧制工艺
某汽车发动机曲轴所使用的40CrNiMoA钢,属于合金结构钢,常用于制作高强度、高韧性、截面尺寸较大的调质零件。该类钢种在轧制过程中易出现贝氏体、马氏体等异常。本文通过实际案例分析,深入探讨了该钢种在低倍酸蚀检查时发现的心部疑似裂纹缺陷的产生原因及解决方法。
一、材料及检查方法
所使用的40CrNiMoA钢材料经过下料后进行低倍酸蚀入厂抽样检查。低倍酸蚀是一种常用的金属材料检验方法,通过对比、化学成分分析、金相检验、磁粉检测等多种手段,对材料进行全面检查。
二、缺陷分析
经过低倍酸蚀检查,发现材料心部存在明显的“裂纹”缺陷。通过进一步化学成分分析、金相检验及磁粉检测等手段,发现该“裂纹”并非真实裂纹,而是由材料心部不致密及心部存在的异常贝氏体导致的不耐腐蚀,在酸蚀过程中形成的腐蚀坑。这些腐蚀坑串连在一起,形成了“假裂纹”的视觉效果。
三、工艺优化
针对上述问题,通过优化连铸及轧制工艺参数,消除心部贝氏体等异常,提高材料的致密度。优化后的连铸工艺参数包括首末端电磁搅拌参数、连铸拉速、二冷比水量等;轧制工艺方面,提高了加热温度并保持高温扩散加热时间,以使碳、磷、硫等易偏析元素及其他合金元素充分扩散,减轻心部偏析缺陷。
四、效果验证
经过工艺优化后,重新了40CrNiMoA钢的连铸生产和轧制生产。改进后的圆钢低倍致密,无明显可见的“裂纹”缺陷存在,中心疏松、偏析情况明显好转。从酸蚀后的试样上取样进行纵向磨制分析,发现心部纵向已无贝氏体异常,而是珠光体+铁素体,得到了明显改善。
通过对40CrNiMoA钢的理化检验及工艺优化,证实了低倍酸蚀检查时发现的心部“裂纹”缺陷并非真实裂纹,而是由材料心部不致密及心部存在的异常贝氏体导致的不耐腐蚀。通过优化连铸及轧制工艺参数,有效消除了心部贝氏体异常,显著提高了材料的致密度和综合使用性能。
参考文献:
[1] 相关参考文献及资料