50 t加氢锻件筒体缺陷原因分析

史向阳　刘铁山　赵学谦　刘秋堂　胡寒婷(中信重工机械股份有限公司计量检测中心，河南471039)



50 t加氢锻件筒体缺陷原因分析

史向阳刘铁山赵学谦刘秋堂胡寒婷
(中信重工机械股份有限公司计量检测中心，河南471039)

摘要:采用低倍检验、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验等方法对50 t加氢锻件筒体超标缺陷进行了分析。结果表明:该加氢锻件筒体缺陷为夹渣，夹渣的主要成分为CaO、Al2O3等。

关键词:加氢锻件筒体;缺陷;理化分析;夹渣

西南某公司生产的50 t加氢锻件筒体在粗加工后检测发现三处超标缺陷，该超标缺陷位于筒体外圆表面以下30 mm处，距冒口端450 mm左右，缺陷的具体位置如图1中方框所示。

根据委托方提供的资料，该50 t加氢锻件筒体的加工流程为:电炉初炼→LF精炼→RH或VD真空处理→Ar气保护浇注→热送或模冷→锻造→超声检测。

1　理化分析

为了分析加氢锻件筒体产生缺陷的原因，在图1方框处取样进行分析，试样如图2所示。

1．1低倍酸洗检验

在图2中的试样上切取低倍试样，试样经切割、磨制后进行热酸蚀检验，酸洗后的缺陷处宏观形貌如图3所示。从图3可以看出，酸洗后缺陷处疑似疏松严重，但未发现裂纹、白点等其它缺陷。

图1　50 t加氢锻件筒体Figure 1　50 t hydrogenation cylinder forging

图3　缺陷处低倍宏观形貌Figure 3　Macroscopic morphology of defect

1．2化学成分分析

在低倍试片上钻取铁屑进行化学成分分析，化学成分分析结果如表1所示。从表1可以看出，筒体的材质成分除Ca、Al元素超标外，其它的均满足技术条件要求。

1．3金相分析

在缺陷处取金相试样进行显微组织分析。试样经磨制、抛光后在金相显微镜下观察，可以看到大量的夹杂和针状孔洞存在，这些夹杂和针状孔洞大多成圆形或者椭圆形，如图4所示。使用4%硝酸酒精溶液腐蚀后，在金相显微镜下观察，试样的组织为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度为7级，组织正常，如图5所示。

1．4扫描电镜及能谱分析

表1　化学成分分析结果(质量分数，%)Table 1　Chemical composition analysis results ( mass fraction，%)

图4　夹杂物形态Figure 4　Inclusion morphology

图5　筒体显微组织照片Figure 5　 Microscopic structure photographs of hydrogenation cylinder

利用扫描电镜对夹杂物进行扫描分析，微观形貌如图6所示。对夹杂物的成分进行扫描电镜能谱分析，能谱分析结果如图7所示。从图7可以看出，夹杂物主要含有Ca、Al元素。

图6　夹杂物形貌( 732×)Figure 6　 Inclusion morphology ( 732×)

图7　能谱分析结果Figure7　 Energy spectrum analysis results

2　分析与讨论

由以上分析可知，该加氢锻件低倍缺陷严重，在高倍下能看到大量的孔洞存在。对缺陷严重处

进行扫描电镜能谱分析，结果表明此处Ca、Al元素超标。由于Ca、Al元素均不是加氢锻件筒体的主要合金元素，因此加氢锻件筒体的缺陷应为夹渣。夹渣的主要成分为CaO、Al2O3。夹渣的主要来源是冶炼过程中的渣没有完全上浮或者扒渣不彻底，在随后的浇注过程中随铁液进入钢锭中，造成加氢锻件筒体出现严重超标缺陷。

3　结论

该加氢锻件筒体超标缺陷为夹渣，夹渣的主要成分是CaO、Al2O3等。

参考文献

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编辑杜青泉

Analysis on Cause for Defects of 50 t Hydrogenation Cylinder Forging

Shi Xiangyang，Liu Tieshan，Zhao Xueqian，Liu Qiutang，Hu Hanting

Abstract:By means of macroscopic examination，chemical composition analysis，SEM and EDS，metallographic examination etc，the defect beyond tolerance of 50 t hydrogenation cylinder forging has been analyzed．It turned out that this kind of defect was slag inclusion whose major composition was CaO and Al2O3etc．

Key words:hydrogenation cylinder forging; defect; physical and chemical analysis; slag inclusion

收稿日期:2015—05—07

中图分类号:TG115

文献标志码:B