42CrMoA圓鋼樣坯淬火開裂原因

呂孝光

(福建三鋼集團有限責任公司 技術中心,三明 365000)

依據GB/T 3077—2015 《合金結構鋼》的要求,在對42CrMoA圓鋼進行力學性能測試前,需要對其樣坯進行調質處理。對某鋼廠生產的直徑為65 mm的42CrMoA圓鋼樣坯進行調質處理后發現少量樣坯表面出現開裂現象,需重新制樣,延長了鋼材的出廠時間。樣坯的調質工藝為：(855±10) ℃,50 min,油冷+(550±10) ℃,60 min,水冷。為了避免后續的樣坯發生熱處理開裂,筆者對開裂樣坯進行一系列理化檢驗,找出其開裂的原因,以避免該類問題再次發生。

1 理化檢驗

1.1 宏觀形貌

調質后開裂樣坯的宏觀形貌如圖1所示。由圖1可知：樣坯表面存在單條的縱向直線裂紋,裂紋沿試樣軸向表面分布,總體貫穿試樣,筆直無分叉;裂紋由樣坯表面延伸至心部。

圖1 調質后開裂樣坯的宏觀形貌

1.2 化學成分分析

對開裂樣坯取樣并對試樣進行化學成分分析,結果如表1所示。由表1可知：開裂樣坯的化學成分滿足GB/T 3077—2015對42CrMoA鋼的要求。

表1 開裂樣坯的化學成分分析結果 %

1.3 金相檢驗

在樣坯開裂處取金相試樣,利用光學顯微鏡觀察試樣,結果如圖2所示。由圖2可知：裂紋由表面向心部延伸,裂紋的開口大、尾部小,且尾部出現分叉;裂紋尾部的裂縫中有少量氧化物,為中高溫回火所致;將試樣腐蝕后觀察裂紋兩側,未見脫碳現象。依據裂紋的形貌特征和裂紋兩側的組織情況,可以確定該裂紋為淬火裂紋[1]。

圖2 樣坯開裂處的金相檢驗結果

在樣坯橫截面處取金相試樣,用光學顯微鏡觀察試樣,結果如圖3所示。由圖3可知：樣坯橫截面組織為回火索氏體和未溶碳化物[2],組織分布不均勻,存在明亮區;明亮區局部分布有細小的非金屬夾雜物,直徑為3～7 μm;裂紋擴展區組織不均勻,明亮區較多;另一側近表面區組織均勻。……