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渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6低倍夹杂缺陷的分析研究

时间:2016-10-21 17:54:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2016-10-21讯:

渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6是一种表面硬化钢,具有高强度、高韧性和高淬透性等优点,广泛应用于矿山、运输、机车牵引、起重和内电等工业领域。某厂生产的18CrNiMo7-6钢大批量地出现低倍夹杂物,严重影响产品质量以及市场信誉。针对产品有缺陷的部位,采取低倍、高倍和扫描电镜等方式进行分析研究。

18CrNiMo7-6钢生产工艺路线:电炉冶炼→LF精炼→VD真空→浇注→缓冷坑缓冷→钢锭加热→锻造→锻后退火→无损检测→检验、检查→交货。

具体生产工艺操作如下:装料时生铁或铁水的量大于钢铁总量的30%;初炼时P≤0.010%,T>1580℃时出钢;精炼过程中尽快造好白色泡沫渣,且白渣保持时间大于20min。当≤0.010%,温度≥1650℃时抽真空;VD阶段,逐级开启真空泵,真空度达到67Pa,保持15min以上,放散;浇注过程中严格控制注温注速,严禁在浇注1/3之后调整流速。

从低倍试片上观察夹杂物的分布,发现颗粒大而多、排列无规律,而且发生夹杂的部位也不固定,有的出现在钢锭头部,有的在尾部,有的在中间。

虽然锻造过程会使铸态组织的夹杂缺陷聚集,但如此大批量地产生缺陷,初步确认应该是冶炼过程,主要是脱氧过程出现问题。从夹杂缺陷分析中可看出,在低倍试片中除夹杂物外,无一般疏松等其他低倍缺陷,夹杂物分布范围较大,有的弥散分布,有的聚集分布,夹杂物边缘与基体有尖角。高倍检测情况也证明夹杂物颗粒尺寸大,有尖角并嵌入基体。从扫描电镜结果可以看出,除基体含量外,缺陷中氧所占比例平均为54.55%,铝为32.66%,镁为4.01%,钙为3.74%,硅为1.02%,锰为0.82%,铁为2.67%。从夹杂物的组成判断,次夹杂物主要由氧和铝组成,且氧和铝的比例接近3∶2,由此确定夹杂物的主要组成是Al2O3。

为了降低夹杂物缺陷,北满特钢有限企业的技术人员对18CrNiMo7-6钢的生产工艺进行了改进,采用两种工艺进行生产:一种是在初炼出钢过程不加铝锭,到精炼工位喂铝线;另一种是在初炼出钢过程加铝锭脱氧,到精炼工位后,视钢中铝含量情况,少量补喂铝线。工艺研究结果表明:

(1)18CrNiMo7-6钢夹杂物缺陷的主要成分是Al2O3。

(2)脱氧时机与是否发生夹杂缺陷关系不大。

(3)在吨钢用铝量一定的前提下,提高沉淀脱氧用铝量,降低扩散脱氧用铝量,有利于消除Al2O3夹杂缺陷。

(4)经验表明,无论采用何种工艺生产,用铝脱氧尽可能在精炼前期完成。




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