关于40Cr锻打方块有裂纹问题

fishwujun

前段时间厂里打了一批40Cr的方块，锻打保温空冷后毛坯UT探伤除了有粗晶波（或氧化皮干扰波），以及个别端头中心有缺陷波（可切除掉），然后粗加工后UT抽检除了粗晶，无其他缺陷波，因为不需要我们热处理，就都交货了，但今天老板打电话说对方反映方块有开裂，探伤不合格，请教是啥原因呢？这个方块去年也打了一批，没有问题。由于老板急火火的也没讲清楚是客户热处理后探伤还是验货探伤。。情况还有待更新，如果是热处理后开裂，探伤不合格，是否可以判定是淬火裂纹呢？责任在于热处理方？

admin

楼主你的叙述不好回答，请把开裂的照片发上来。具体开裂位置，还有你们的原材料是什么规格，锻件什么尺寸？

changsheng1125

首先锻造有粗晶的话，如果直接进行热处理很容易出现裂纹

fishwujun

回复 3# changsheng1125
正火也是热处理，我看40Cr锻件打出来后不做正火粗晶现象很普遍，工艺不对？

changsheng1125

正火的目的是为了细化晶粒，，
而且还要看你的粗晶的程度，，
在锻造产生的缺陷中，就很明确的写明了，粗晶是锻造不当造成的，，，

changsheng1125

锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种  
　　1.大晶粒  
    大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。  
　　2.晶粒不均匀  
    晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。  
　　3.冷硬现象  
    变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。  
　　4.裂纹  
    裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。  
　　5.龟裂  
   龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。  
　　6.飞边裂纹  
    飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。飞边裂纹产生的原因可能是：①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。②镁合金模锻件切边温度过低；铜合金模锻件切边温度过高。  
　　7.分模面裂纹  
分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。  
8.折叠  
折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两　股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形，被压人另一部分金属内而形成。折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作有关。折叠不仅减少了零件的承载面积，而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源。  
　  9.穿流  
    穿流是流线分布不当的一种形式。在穿流区，原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流，并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。穿流产生的原因与折叠相似，是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的，但穿流部分的金属仍是一整体，穿流使锻件的力学性能降低，尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时，性能降低较明显。  
　　10.锻件流线分布不顺  
锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。如果模具设计不当或锻造方法选择不合理，预制毛坯流线紊乱；工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动，都可以使锻件流线分布不顺。流线不顺会使各种力学性能降低，因此对于重要锻件，都有流线分布的要求。  
　　11.铸造组织残留  
    铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。铸造组织残留会使锻件的性能下降，尤其是冲击韧度和疲劳性能。  
　　12.碳化物偏析级别不符要求  
    碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。主要是锻件中的碳化物分布不均匀，呈大块状集中分布或呈网状分布。造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差，加之改锻时锻比不够或锻造方法不当，具有这种缺陷的锻件，热处理淬火时容易局部过热和淬裂，制成的刃具和模具使用时易崩刃。  
　　13.带状组织  
    带状组织是铁素体和珠光体、铁素体和奥氏体、铁素体和贝氏体以及铁素体和马氏体在锻件中呈带状分布的一种组织，它们多出现在亚共折钢、奥氏体钢和半马氏体钢中。这种组织，是在两相共存的情况下锻造变形时产生的带状组织能降低材料的横向塑性指针，特别是冲击韧性。在锻造或零件工作时常易沿铁素体带或两相的交界处开裂。  
　　14.局部充填不足  
    局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位，尺寸不符合图样要求。产生的原因可能是：①锻造温度低，金属流动性差；②设备吨位不够或锤击力不足；③制坯模设计不合理，坯料体积或截面尺寸不合格；④模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。  
　　15.欠压  
   欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大，产生的原因可能是：①锻造温度低。②设备吨位不足，锤击力不足或锤击次数不足。  
　　16.错移  
    错移是锻件沿分模面的上半部相对于下半部产生位移。产生的原因可能是：①滑块（锤头）与导轨之间的间隙过大；②锻模设计不合理，缺少消除错移力的锁口或导柱；③模具安装不良。  
　　17.轴线弯曲  
   锻件轴线弯曲，与平面的几何位置有误差。产生的原因可能是：①锻件出模时不注意；②切边时受力不均；③锻件冷却时各部分降温速度不一；④清理与热处理不当。

changsheng1125

这个里面有些讲的胎膜锻和模锻，产生的缺陷，，

fishwujun

回复 8# changsheng1125
    探伤方面对粗晶貌似没个规范啊

changsheng1125

首先，探伤只能是根据相关现象进行初步的判断，不能最为最终的依据，，所以说要证明是不是你们的问题，需要对裂纹进行详细的分析。
其实粗晶的话，后边的热处理比较谨慎的话，还是可以避免出现裂纹。

fishwujun

回复 10# changsheng1125
是的，现在提交了个表格给客服，让他们把具体情况填一下，条件允许的话，把不合格拉回来去做个缺陷金相分析

fishwujun

回复 9# changsheng1125
长方体方块，中心打孔，如果是纵向裂纹的话，由里向外开裂的话，取样如何取呢？取裂纹的横截面？还是裂纹纵向表面？

changsheng1125

首先申明一下我不是检测专家，我所述之言只能是参考：
取样的目的是为了分析裂纹产生的原因，那么就必须看清楚裂纹里面的组织，不过说句实话有可能是应力裂纹，最好是轴线取，这样看得清楚些。
以下是我的猜想，你生产的是方坯，生产出来后探伤发现心部有有缺陷或者粗晶，考虑到心部打孔，个人建议作如下改进试一下，
1、锻造完成后退火；
2、先大中心空后，淬火

zsy080902

回复  changsheng1125
    探伤方面对粗晶貌似没个规范啊
fishwujun 发表于 2014-5-12 10:31

                               
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    锻件如果粗晶，探伤波形很乱，根本无法分析缺陷波。

华通探伤

用磁粉探伤可以确定伤痕的位置，和大概的尺寸。