铸钢件断口和金相
一件铸钢件断裂,从断口分析可以判定是萘状断口(宏观图片),晶粒非常粗大,达3mm左右,取样做100X和400X金相组织检查,有大量魏氏体存在,请同行们对图片作出评价。 材质和热处理状态呢? 请分析一下氮和铝的含量是否高了-------------------------------- 材料相当于30铬锰钼,900淬火220回火。硬度50hrc,请教myg:
1.为啥检查氮和铝?
2.上记我的判定正确嘛?
3.还有什么原因导致晶粒粗大? 根本就没有消除残余铸态组织,晶粒较大,淬火前正一次火 我们用100ml H2O+4g苦味酸+2滴洗发膏再次腐蚀(70℃腐蚀50sec),详见下记图片:
可以看到明显的铸态树枝晶残留,该铸件的工艺流程是铸造→淬火,我们推定:
·粗大晶粒+魏氏体导致零件冲击值急剧下降,是断裂的原因;
·在铸态的组织特征是粗大晶粒+魏氏体,但后期的热处理可以细化晶粒,消除魏氏体;
·厂家热处理不良(推断是未充分奥氏体化)是产生不良金相组织的原因。
有一点比较奇怪,我们想用金相法看晶粒度,怎么晶界腐蚀不出来呢?希望有人解答!
回答MYG:
检查铝和氮的目的是本质细晶粒钢都用铝作为脱氧剂,它和氮的化合物强烈阻止晶粒的长大
我们检查铝的含量是0.06%,N目前没有检查手段。
谢谢MYG,技术有时就是一层窗户纸,需要点拨一下的! 别人仅根据少量资料,是无法得出结论的。
铸钢业作金相分析的,应了解氮化铝与冰糖状断口的关系,这是铸钢件特有的缺陷。
转:
第二次世界大战初期,发现有的铸钢件在调质(淬火加回火)后脆断,断口为石状或冰糖状。由于其后果是灾难性的,立即成为研究的课题。起初还以为是"氢脆",到1947年才确认此种缺陷的主要原因是氮化铝析出。AlN可以溶于钢液,在铸钢件凝固的后期,在较低的温度下沿晶界析出呈网状,致使铸件脆断。由于铝的脱氧效果好,铸钢厂为确保铸件不出气孔,随意多加的事是十分常见的。同时,电弧炉炼的钢含氮量较高,一般为100ppm左右,如脱碳沸腾作业不佳,还会高于此值。在钢中残留铝量高、含氮量高的情况下,铸件就易于发生石状断口脆断。我国的铸钢厂中,这种情况也并不鲜见。因此,严格控制加铝量的上限,是十分必要的。
⊕本文来自: www.2mould.com 详细出处参考:http://www.2mould.com/News_show/2007/11/12/22924.html 现在调查还在继续,该铸件硬度要求477HB以上,实际513HB,检测常温和低温冲击值分别是15J和13J。 MYG 发表于 2013-5-9 22:27 static/image/common/back.gif
别人仅根据少量资料,是无法得出结论的。
铸钢业作金相分析的,应了解氮化铝与冰糖状断口的关系,这是铸钢 ...
谢谢讲解。看来ALN要好好控制才好。不然会对铸件使用性能造成很大影响。 不知道楼主最后确定该断口产生的原因了没,希望能交流下,谢谢!我们最近出现的一件失效部品的断口和这很像 415448 发表于 2013-5-9 20:00 static/image/common/back.gif
我们用100ml H2O+4g苦味酸+2滴洗发膏再次腐蚀(70℃腐蚀50sec),详见下记图片:
可以看到明显的铸态树枝 ...
400X是不是腐蚀太深了 太暗了。看不清除 415448 发表于 2013-5-9 20:06 static/image/common/back.gif
回答MYG:
检查铝和氮的目的是本质细晶粒钢都用铝作为脱氧剂,它和氮的化合物强烈阻止晶粒的长大
我们检查 ...
又学到一个很重要的知识:lol 铝和氮只是一个方面,根据图片判断:高温时间长了!有可能浇注温度偏高了! 尽管生产厂家不同意,但是我们通过试验不同的浇铸温度和铝含量,证明合适的铝含量是生产合格铸钢件的主要因素,浇铸温度是次要因素,当铝含量≥0.10%,会导致Ak值严重下降,形成机理在卡特皮勒的一份内部文献有详细介绍。
感谢各位同仁的关注! 萘状断口的特征是晶粒粗大及过热,图1是石墨钢的断口,1.4%C、1.4%si,但我在用硝酸酒精腐蚀之后,金相上除看到碳化物呈网状外,并没有晶粒粗大一些特征,有什么方法可以让他显示出萘状的特征吗? 本帖最后由 求学者 于 2017-8-15 14:53 编辑
你好,这种断口是铝超标的可能性大,铝超过0.08%差不多就是这样的断口。降低铝含量就解决了。
从金相照片看没有魏氏组织,白色的网状是偏析区域,合金铸钢结晶都是这样。偏析不可避免,只是偏析不能太严重,就是你腐蚀后黑白悬殊如果太大(白的很亮,深色的很黑)就没有多大问题。 我们也遇到同样的情况,铸件总是气孔,怀疑脱氧不良,于是在浇注温度合适的前提下加大终铝脱氧的量,最后和你的一样,强度500以上的钢都存在这个问题,最后把残铝规定至0.2-0.4,问题解决。过低的残铝确实也可以反推脱氧问题,所以根据设备工艺情况要找一个平衡点。 铸件开裂的促发因素多多,论坛里的朋友也只能涉及开裂因素的“冰山一角”。
仅从你上传的断口,判定确实是这里凝固速度相对较小,枝晶非常粗壮。
判断断裂原因,找出解决措施,还需结合铸件形状、浇铸系统等宏观因素优先着手,然后,在轮到材料的成分、以及逐渐成型后的热处理手段等等。否则,容易导致“盲人摸象”的囧景。 谢谢分享 已下载文字图片
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