42CrMo鍛件超聲檢測(cè)不合原因分析

呂長(zhǎng)海

（山東寶鼎重工實(shí)業(yè)有限公司，山東齊河 251100）

摘  要：利用超聲檢測(cè)、金相顯微鏡、低倍檢驗(yàn)等檢測(cè)手段，對(duì)42CrMo鋼圈探傷不合的位置進(jìn)行取樣分析。結(jié)果表明：試樣內(nèi)部的疏松是產(chǎn)生缺陷回波的主要原因。煉鋼過程通過提高鋼水的純凈度，控制過熱度及注速等措施，鍛造過程通過控制加熱溫度及保溫時(shí)間等措施，大大降低了疏松缺陷的發(fā)生。提高了由該缺陷造成的探傷合格率低的問題。

關(guān)鍵詞：超聲檢測(cè); 低倍檢驗(yàn); 疏松        

Analysis of the reasons for nonconformity of 42CrMo forgings.

LV-Changhai

(shandong baoding heavy industry co., LTD., shandong qihe 251100)

Abstract: by means of ultrasonic testing, metallographic microscope and low-power test, the location of 42CrMo steel ring flaw detection was analyzed.The results show that the internal porosity is the main reason for the defect echo.Steelmaking process by helping to improve the purity of liquid steel, improve the thermal insulation board, degree of superheat and injection speed control measures, the forging process by controlling the heating temperature and holding time, greatly reduces the loose defects occur.The defect caused by this defect is improved.

Key words: Ultrasonic Testing, low double test, loose.

1 前言

鋼鍛件在經(jīng)過深加工后進(jìn)行無損檢測(cè)，以確定材料是否滿足各種復(fù)雜工況要求，其中常見無損檢測(cè)有以下幾種：UT（Ultrasonic Testing）超聲波探傷、MT（Magnetic particle Testing）磁粉探傷、PT（Penetrant Testing）滲透檢測(cè)、RT（Radiographic Testing）射線檢測(cè)、ET（Eddy Current Testing）渦流檢測(cè)。其中：MT檢測(cè)適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄、目視難以看出的不連續(xù)性的裂紋；PT檢測(cè)只能檢驗(yàn)表面開口的缺陷，不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件；RT檢測(cè)適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，檢驗(yàn)厚工件需要高能量的射線設(shè)備，而且隨著厚度的增加，其檢驗(yàn)靈敏度也會(huì)下降，對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的確定比較困難；ET檢測(cè)具有集膚效應(yīng)，所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。UT檢測(cè)穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。針對(duì)鍛件的無損檢測(cè)一般都采用UT+其他檢測(cè)的方式進(jìn)行。本文重點(diǎn)對(duì)送檢的超聲檢測(cè)不合樣品深入分析。

2  42CrMo鋼鍛件技術(shù)條件

2.1  42CrMo鋼的化學(xué)成分（見表1）

表1 42CrMo鋼的化學(xué)成分/%

2.2  42CrMo鋼的技術(shù)要求

非金屬夾雜物按GB/T10561檢測(cè)，細(xì)小類：A、B≤1.5 C、D、Ds≤1.0 粗大類：A≤1.5 B、C、D、Ds≤1.0。減少化學(xué)成分偏析，保證組織均勻性。

3  42CrMo鋼工藝路線

100T電爐冶煉（EBT）-120T精煉（LF）-120T真空處理（VD）-鋼錠模澆注-保溫處理-熱送-加熱-鍛造-熱處理-UT檢測(cè)-其他檢驗(yàn)發(fā)貨。

4  42CrMo鍛件超聲檢測(cè)不合分析

4.1制取檢測(cè)樣品

根據(jù)探傷檢測(cè)的情況，從原始鋼圈上截取超聲檢測(cè)不合位置處的塊樣，對(duì)該塊樣進(jìn)行解剖，1）切取超聲檢測(cè)不合位置處的縱方向平面，橫向3cm厚，作為樣1做低倍檢驗(yàn)；2）切取垂直于縱方向的樣品作為樣2做低倍分析；3）切取樣1圓周方向厚度1/2處做高倍分析。

4.2 低倍檢驗(yàn)分析



根據(jù)低倍取樣情況來看，樣1表面存在很多帶有方向性的暗線；從樣2的情況來看，符合中心疏松特性，根據(jù)GB/T1979-2001的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可以確定為中心疏松3-4級(jí)。下圖為放大后的形貌，見圖5、6、7、8。



在鋼錠結(jié)晶凝固的過程中，形成的樹枝晶沒有方向性，樹身為一次軸，樹干為二次軸，樹枝為三次軸，縱橫交錯(cuò)，由于樹枝晶是選分結(jié)晶的結(jié)果，在枝晶之間密集了低熔點(diǎn)物質(zhì)與夾雜物而最后凝固，這時(shí)沒有新鮮鋼液來補(bǔ)縮，就形成了疏松。鋼中氣體、夾雜物的含量越高，鋼液結(jié)晶速度越慢，樹枝晶越粗大，疏松就越嚴(yán)重，它是鋼錠結(jié)晶時(shí)必然存在的缺陷。鋼錠的結(jié)晶情況從圖9中就可以看出，疏松發(fā)生的部位主要集中在冒口部位。防止該類缺陷的對(duì)策：1）嚴(yán)格控制澆注溫度和速度，防止低溫慢速注錠；2）采用發(fā)熱冒口或絕熱冒口，改善補(bǔ)縮條件使縮孔上移至冒口區(qū)，防止縮孔向下深入到錠身處；3）控制鍛造時(shí)鋼錠冒口切頭率，充分切凈縮松缺陷。控制好加熱溫度及保溫時(shí)間，合理鍛壓變形，壓實(shí)疏松缺陷。





4.3 高倍檢驗(yàn)分析

根據(jù)高倍分析的情況，未發(fā)現(xiàn)大顆粒非金屬夾雜，視場(chǎng)中可見的缺陷為為A+C＜1級(jí)、D＜1級(jí)，具體見圖10。



5 結(jié)語

大型鍛件中常見的缺陷從性質(zhì)上分為化學(xué)成分、組織性能不合格、第二相析出、類孔隙性缺陷和裂紋五大類。此次缺陷主要為類孔隙性缺陷，類孔隙性缺陷的表現(xiàn)形式主要是縮松，從單一取樣來分析缺陷類型難以準(zhǔn)確斷定，單從樣1來看不能斷定是偏析還是疏松，通過復(fù)合取樣分析，高倍排除大顆粒夾雜造成的缺陷回波，此次探傷不合的主要原因?yàn)�，中心大�?jí)別疏松造成缺陷回波。針對(duì)復(fù)雜鍛件缺陷分析，取樣的位置及方向至關(guān)重要，準(zhǔn)確取樣才能做好準(zhǔn)確判斷。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 邱樹高.鋼鍛件超聲檢測(cè)缺陷性質(zhì)和波形分析.第十屆無損檢測(cè)學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，2013，179-184.

[2] 鋼錠的結(jié)構(gòu)及缺陷對(duì)鍛件質(zhì)量的影響，楊亮.工業(yè)技術(shù)，2016（22）118.

[3] 鄭輝.S355J2G3鋼疏松缺陷控制.特鋼技術(shù)，2013(3)：20-22