某鍛造廠(chǎng)使用CrMnMo鋼錠加熱鍛制Φ310mm鍛材時(shí),在低倍酸浸檢測過(guò)程中發(fā)現了“一般斑點(diǎn)狀偏析”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)點(diǎn)偏)缺陷,判定為1.5級點(diǎn)狀偏析,一般疏松3.0級,鍛材不合格。
酸浸塔形分析:將帶點(diǎn)偏缺陷的Φ310mmCrMnMo鋼鍛材改鍛成Φ210mm,取Φ210mm×200mm樣坯車(chē)削成4級等長(cháng)臺階(一級Φ150mm,二級Φ130mm,三級Φ110mm,四級Φ90mm),做酸浸塔形檢測,在鍛材Φ110mm、Φ90mm兩級臺階上發(fā)現明顯的類(lèi)似于墊片的縱向暗條,而Φ150mm,Φ130mm兩級臺階上縱向暗條紋則不明顯。
氣體檢測:根據所收集的5爐鋼相關(guān)氣體的檢測數據發(fā)現,點(diǎn)偏的出現及級別與鋼中氣體含量并無(wú)直接關(guān)系。
金相分析:在酸洗過(guò)的低倍試樣上點(diǎn)偏缺陷密集部位切取金相試樣進(jìn)行高倍分析;對試樣進(jìn)行拋光、高倍輕腐蝕后觀(guān)察宏觀(guān)形貌;將試樣偏析部位標識后再次進(jìn)行低倍酸浸重腐蝕試驗。上述金相分析結果表明,偏析區組織類(lèi)似于貝氏體組織,基體為珠光體+鐵素體;掃描電鏡下觀(guān)察,組織明顯存在不均勻,進(jìn)一步放大倍數觀(guān)察,通過(guò)對點(diǎn)偏缺陷位置處能譜分析,發(fā)現了以MnS為代表的夾雜物的偏聚。
結合上述分析結果,排除了點(diǎn)偏為一般疏松誤判的可能,也排除了由于氣體過(guò)飽和所引起的傳統點(diǎn)狀偏析的可能,還排除了鋼液純凈度太差,夾雜物偏聚所致形成點(diǎn)狀偏析的可能。
根據試驗分析,結合鋼錠鍛造生產(chǎn)情況,在排除一般疏松、氣體過(guò)飽和、鋼液純凈度太差等因素后,通過(guò)金相及能譜分析,發(fā)現點(diǎn)偏處組織有別于基體組織,如晶粒細化,硬度偏高(達310~340HV),組織也非珠光體正常組織,從而認為現有的點(diǎn)偏缺陷實(shí)質(zhì)是受合金成分偏析導致的組織偏析。
從能譜分析可以看出,該異常組織存在Cr、Mo等合金元素以及C的偏聚,據此可以推斷出點(diǎn)偏的形成機理:受連續生產(chǎn)影響,環(huán)境溫度偏高,散熱慢,影響鋼液的凝固結晶,造成成分偏析,極可能形成低熔點(diǎn)的碳化物在枝晶間隙偏聚,形成偏析帶(區域),在后續鍛造熱加工及保溫緩冷過(guò)程中,合金元素的正偏析及碳化物的存在,使偏析帶(區域)易于發(fā)生組織轉變而與基體正常組織不一,形成組織偏析。改進(jìn)鍛造生產(chǎn),改善鋼液的凝固結晶,避免成分偏析,可有效降低組織偏析,減少點(diǎn)偏的產(chǎn)生。