35CrMo圆钢生产石油井下用零件产生裂纹的原因分析

时间:2013-09-04 11:45:48 来源:http://www.tjxstg.com 点击量:915

      某厂采用φ90 mm35CrMo圆钢生产石油井下用零件,下料长160 mm,8 kg/件,车削至半成品和成品时,车削表面出现较多裂纹,废品率高达35%。为分析裂纹形成原因,采用低倍、金相显微镜、扫描电镜等分析手段对样品裂纹进行了检验和分析。

      送检样品为已加工至半成品和成品的零件各1支,2支样品上部单边车削外圆5 mm未见裂纹,成品车槽至φ71 mm后,槽底可见数条裂纹;下部车削内孔径至半成品φ 66 mm、成品φ70 mm,内表面均可见数条裂纹。外表面槽底和内表面裂纹均呈短直线形态,方向与钢材轴线平行,长约2-10 mm,均较密集的分布在零件同一个弧面约1/4周长上,径向分布有一定范围(内孔径φ66-70 mm均有裂纹),其余3/4周长上裂纹极少。

低倍和断口检验

      在半成品已加工至φ80 mm部分截取低倍和断口试样各1片。

      低倍组织存在较多针孔状缺陷,似一般疏松。其中1/4面积上有一处距表面约9 mm、宽约12 mm的环面针孔密集区,与车削后槽底和内表面密集分布的裂纹位置相对应,其余3 /4面积上为稀疏散布的针孔。用体视显微镜观察针孔内有异物,似非金属夹渣。

      采用淬火发蓝断口观察,对应低倍密集针孔处明显可见呈条、链状分布的浅灰色夹渣较大斑点。另一端有极少散布的浅灰色夹渣小斑点。

金相检验

    因夹渣的疏松程度和硬度远比基体严重和低,磨制金相试样时难以保留,且不反光,光学金相显微镜观察不可视,只能观察、判断其痕迹,但伴有的非金属夹杂可辨别。

在半成品已车内孔至φ66 mm圆环内表面裂纹密集处截取金相试样磨制横向观察,内表面多处裂纹内有暗灰色夹杂,内部亦有大颗粒夹杂。裂纹

      低倍针孔处取金相试样磨制横向观察,内部有较多夹渣残留痕迹且伴有夹杂和暗灰色大颗粒夹杂,形态类似;磨制纵向观察,有较多暗灰色,呈长条、链状分布的较粗大夹杂,结合形态为脆、塑性复合硅酸盐类夹杂。

      通过样品裂纹检验、分析表明,车削表面裂纹完全不同于应力裂纹形貌,系存在的夹杂和夹渣痕迹形貌。裂纹开口一侧有挤压变形和撕裂痕迹,其内充有夹杂(纵向呈条、链状)表明,车削至该表面因夹杂(渣)剥落而暴露于表面形似宏观裂纹的变形痕迹,若继续车削至内部的大颗粒夹杂(渣)面,仍会出现该缺陷,有一定范围。

    夹渣中0,Si,Zr含量较高,与出钢所用错铬质引流砂成分类似;夹杂成分,尤其是Zr与引流砂有关,保护渣中不含错,若残余也极低,表明夹渣和夹杂是炼钢浇铸过程中裹入的错铬质引流砂及伴生物。

    低倍缺陷位置亦表明缺陷是浇铸过程中短时间内形成的极不均匀分布。更多圆钢知识,请点击http://www.tjxstg.com/category/news/