20Cr2Ni4A锻圆表面裂纹产生原因分析

乔小梅

（山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西 太原 030003）

20Cr2Ni4A锻圆表面裂纹产生原因分析

乔小梅

（山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西 太原 030003）

主要采用金相及SEM分析方法，对20Cr2Ni4A锻圆表面裂纹性质及产生原因进行了分析，结果表明锻圆表面裂纹是由于原材料存在表面夹杂/渣引起的。

钢锭 锻造 纵向裂纹

引言

20Cr2Ni4A是优质合金渗碳钢，强度高，韧性及淬透性好。渗碳处理后表面有相当高的硬度，同时心部还保留良好的韧性，能承受高的冲击负荷。主要用于大截面渗碳件，如大型齿轮、轴类以及要求强度高、韧性好的调质零部件等。20Cr2Ni4A受其钢种的特殊性，在锻造后表面极易产生裂纹缺陷。山西太钢不锈钢股份有限公司（以下简称太钢）采用快锻机锻造20Cr2Ni4A锻圆在表面剥皮机加工后发现部分存在纵向裂纹，对生产质量及合同兑现造成很大的影响，为尽快解决这一瓶颈问题，太钢针对此情况组织相关技术人员进行认真分析研究缺陷产生的机理，并提出了合理的改进措施。

1 生产工艺流程

生产工艺流程：电炉—LF—VD—模铸锭—加热—锻造—正火—机加工。

2 裂纹分析内容和结果

2.1 试样情况

经正火回火后的20Cr2Ni4A锻圆机加工后发现表面存在断续裂纹（见图1）。在锻圆裂纹处取截面试样如图2。在横截面的上表面和下表面进行金相及SEM观察［1］。

图1 表面裂纹实物图

图2 截面取样

2.2 分析结果

2.2.1 金相分析（见图3和图4）

图3 金相图片（上表面）

图4 金相图片（下表面）

从图3和图4中可以看出裂纹距表面最深2.58 mm，贯通表面。裂纹内部明显包含夹渣/杂［2］。

2.2.2 SEM观察

裂纹形貌见图5、下页图6。

图5 裂纹SEM图片（上表面）

图6 EDS成分（上表面）

裂纹表面夹渣/杂主要原因考虑可能是个别钢锭模上表面不好导致浇注过程中钢锭帽口端位置存在表面夹渣，在后续热加工及机加工未能完全消除。正常情况下，此料为现场热处理前取样，肉眼隐约可见裂纹，金相显示裂纹距表面仅2.58 mm深，属于表面缺陷，可以通过机加工消除。但如缺陷过深无法机加工消除时可能后续在热处理过程中开裂。

3 改进措施

1）浇注前严格检查锭模表面质量，及时清理钢锭模表面，内表面存在问题的锭模不得使用。

2）炼钢环节强化过程控制，进一步提升纯净度水平，减少夹杂物的数量。

3）机加工后必须对表面进行二次检验，防止表面裂纹未机加净造成后续热处理开裂。

［1］ 薛懿德，高崇.特殊钢压力加工［M］.北京：冶金工业出版社，2008，94；125.

［2］ 樊东黎，徐跃明.热处理工程师手册［S］.北京：机械工业出版社，2003：170.

（编辑：苗运平）

Cause Analysis of the Surface Crack of 20Cr2Ni4A Forging

QIAO Xiaomei
（Shanxi Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

The properties and the cause of the surface crack of 20Cr2Ni4A forging are analyzed by means of metallographic analysis and SEM analysis.The results show that the surface crack is caused by the inclusion on the surface of the raw material.

ingot，forging，longitudinal crack

TG316.1+92

A

1672-1152（2016）05-0033-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.12

2016-10-12

乔小梅（1972—），女，高级工程师，现在山西太钢不锈钢股份有限公司从事压力加工专业工作。