白点的判据方法研究

最近几年,由于诸多原因,有时在盘环件低倍检验试样面上发现白点裂纹,低倍断口与力学性能检验结果均正常.取试样复验,低倍白点裂纹及断口白亮斑时有时无,裂纹性质难以确认.采用调质断口、缓慢拉伸、金相及蚀坑四种方法对疑白点裂纹的判定方法进行了研究.结果表明虽然调质断口法能判定白点,但是确认率不高;缓慢拉伸法不仅能判定白点,而且还能表明材料的原始状态且准确性较高;金相法是判定白点缺陷的一种简便方法;蚀坑法能反映白点断裂的晶体学取向关系,是研究白点判据的一种辅助手段.     

车轮钢中的白点(一)

研究了车轮钢中白点形成的机理以及白点对断口形貌的影响.结果表明,氢和空位聚集导致鼓泡形核和长大,随着鼓泡内氢气压力的升高,裂纹从鼓泡核壁形核、扩展导致白点形成.白点的断口为准解理,和氢致滞后开裂断口相同,含白点试样的断口形貌依赖于断裂方式和试样厚度.钢中的白点除了产生二次裂纹和局部准解理断面外,对各种断口形貌均没有明显的影响.     

中厚板超声波探伤气泡和微裂纹缺陷的微观特征

为分析中厚板超声波探伤不合格原因,通常采取在探伤不合格位置取金相试样或Z向断口试样,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对引起探伤不合格的缺陷进行微观分析,以确认缺陷的类型及来源。但是对其中的气泡类缺陷,由于其通常距表面很近,不易获得缺陷处的Z向断口试样,而金相试样获得的微观特征与微裂纹缺陷具有相似性,影响了缺陷类型的判断。为了更好地区分这两种缺陷,通过焊接加长试样获得气泡缺陷的Z向断口试样,并详细分析了气泡缺陷和微裂纹缺陷在金相试样和Z向断口试样上的微观特征。结果显示两种缺陷在金相试样上均显示为线状微裂纹形貌;而在Z向断口上则存在显著区别,气泡缺陷在断口上显示出光滑的气泡壁形貌,气泡壁存在细小的Nb、Ti复合第二相析出颗粒;而微裂纹缺陷在断口上表现为白点形貌,且存在MnS夹杂及大颗粒的Nb、Ti的复合析出物。     

中厚板超声波探伤气泡和微裂纹缺陷的微观特征

为分析中厚板超声波探伤不合格原因,通常采取在探伤不合格位置取金相试样或Z向断口试样,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对引起探伤不合格的缺陷进行微观分析,以确认缺陷的类型及来源。但是对其中的气泡类缺陷,由于其通常距表面很近,不易获得缺陷处的Z向断口试样,而金相试样获得的微观特征与微裂纹缺陷具有相似性,影响了缺陷类型的判断。为了更好地区分这两种缺陷,通过焊接加长试样获得气泡缺陷的Z向断口试样,并详细分析了气泡缺陷和微裂纹缺陷在金相试样和Z向断口试样上的微观特征。结果显示两种缺陷在金相试样上均显示为线状微裂纹形貌;而在Z向断口上则存在显著区别,气泡缺陷在断口上显示出光滑的气泡壁形貌,气泡壁存在细小的Nb、Ti复合第二相析出颗粒;而微裂纹缺陷在断口上表现为白点形貌,且存在MnS夹杂及大颗粒的Nb、Ti的复合析出物。     

稀土改善430铁素体不锈钢冲击韧性的作用机理

 采用金相、扫描电镜和能谱等分析手段,研究了微量稀土对430铁素体不锈钢在室温和低温下的横向冲击性能的影响。研究结果表明,稀土夹杂物减缓了裂纹的扩展。加稀土的试样断口为韧性撕裂,不加稀土的试样断口为解理断裂。加微量稀土的试样横向冲击性能比不加稀土的试样大幅度提高,最高提高了5倍。     

缓慢拉伸法在确认低倍白点中的应用

针对盘件低倍检验试样表面上发现的白点裂纹,低倍断口与力学性能检验结果正常。通过缓慢拉伸法及其断口的宏观、微观分析,确认低倍裂纹为白点裂纹。     

82B盘条断口典型形貌及产生原因分析

利用扫描电镜和光学显微镜对82B盘条典型断口样的形貌及夹杂物进行观测和对用4%(质量分数)硝酸酒精侵蚀的金相样的表面质量和心部组织进行分析。结果表明,造成黑心白点断口异常断裂的原因是熔渣卷入形成的大颗粒夹杂;脆性平齐断口断裂主要是由心部马氏体、网状渗碳体及边部增碳组织等不良组织和夹杂物造成的;斜茬状横裂纹断口断裂主要是由于组织存在马氏体和铸坯中存在有缩孔;劈裂断口主要是由于碳偏析造成的;而笔尖断口主要是由于组织中的人字微裂纹和网状渗碳体组织造成的。     

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析简

 通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。     

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析

通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。     

28SiMnCrMo钢在外力作用下断口形貌异常的分析

本文用Ca-Si与稀土铈复合合金脱氧的28SiMnCrMo钢,轧成45mm厚的钢板,在调质状态下的Z向断口上观察到有两种异常断口:一种是不规则的、平坦的结晶状区域;另一种是岛状的灰色斑块,前者类似白点,暂名类白点,后者暂名灰点。基体为正常的纤维状断口。离子探针测定类白点区域有较高的含氢量,而微观形貌以沿晶为主,沿晶与准解理间分布有片状硫化锰夹杂;灰点区域除有较高的含氢量外,在同部位还有稀土铈,其微观形貌为等轴韧窝,其中分布有铈的铝、氧氢复合夹杂物。这两种异常断口均非钢中已有的裂纹断裂面,而是在外力作用下呈现的宏观断裂形貌。钢板的Z向断裂强度比合格钢板高出5～7公斤力/毫米~2,而断面收缩率却比合格钢板约低1.5％。文中还讨论了氢和铈对形成类白点和灰点的作用。     

40Mn2圆钢热顶锻裂纹产生原因分析

分析了不同规格40Mn2圆钢热顶锻出现开裂的现象,根据圆钢母材和热顶锻试样裂纹形貌、裂纹分布特征及裂纹贯穿情况,结合金相显微镜对金相组织、脱碳情况及夹杂物进行系统分析研究。结果表明轧制缺陷是造成圆钢热顶锻开裂的主要原因,不同轧制缺陷引起的热顶锻裂纹其宏观和微观形态表现不同,根据热顶锻裂纹形态,可以识别缺陷产生原因。     

节镍型奥氏体不锈钢轧板表面脱皮缺陷特征与成因

节镍型奥氏体不锈钢热轧板和冷轧板常见的表面脱皮缺陷对后续产品合格率有着极大的影响。采用金相显微镜、扫描电镜和电子背散射衍射等手段,观察并分析该脱皮缺陷处的宏观形貌、微观组织及元素成分,探究脱皮缺陷的形成原因。结果表明,热轧板脱皮缺陷表面及纵截面存在明显的嵌入型Cr、Mn金属氧化物,其化学组成与其常见氧化铁皮高度一致。此外,在热轧板脱皮缺陷纵截面EBSD扫描中发现有残余铁素体组织,轧制过程中该处两相组织热塑性差异可能导致微裂纹产生及后续高温氧化,从而表现为热轧板常见的氧化型脱皮缺陷。冷轧板脱皮缺陷来源于热轧板的隐性缺陷,其异常成分与中间包覆盖剂、结晶器保护渣等外来夹杂物基本一致,这些夹杂物在浇注过程卷入铸坯内部且多在冷轧过程得以暴露,并表现为夹杂型脱皮缺陷,形貌上包括直线型脱皮和剥落型脱皮。通过改进连铸中间包与浸入式水口工艺,可有效降低这类不锈钢轧材表面的脱皮缺陷比例。     

逆相变退火中锰钢裂纹启裂行为

摘要：采用单轴拉伸及原位拉伸对逆相变退火中锰钢（0.13C-5Mn）进行拉伸实验，用XRD、EBSD、SEM及纳米硬度等方法表征了实验钢拉伸前后组织演变规律，研究了拉伸过程中裂纹启裂行为。结果表明，中锰钢在单轴拉伸过程中微孔萌生以铁素体/马氏体界面为主，夹杂物、铁素体和新鲜马氏体内部也成为裂纹萌生的重要位置，裂纹扩展不同路径造成单轴拉伸断口呈既有韧窝区域，又有解理和准解理区域的混合特征。     

304L不锈钢轧制边裂缺陷研究

钢厂采用立式连铸生产304L不锈钢,但在轧制过程中易出现边裂现象。本文采用化学成分分析、微观组织观察、能谱分析及高温力学性能检测等手段,对钢材组织、边裂部位的断裂形貌以及断裂部位存在的夹杂物进行了研究。结果表明304L热轧板的组织为奥氏体和铁素体。裂纹穿过两相组织并导致组织的压缩变形。裂纹内含有CaO-SiO₂-Al₂0₃-MgO复合型夹杂物,夹杂物含有Na元素和K元素。最终确定在生产过程中卷进的保护渣是导致钢材产生轧制边裂的原因。     

C-Mn中厚钢板单向拉伸断后伸长率不合格原因分析

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪分析C-Mn中厚钢板单向拉伸断口形貌、组织、夹杂物、晶界及晶内成分。结果表明,断面微观形貌均为韧窝+解理特征。解理特征出现在断口中心部位,随解理特征减少,伸长率提高;断面均可见相互平行的裂隙,裂隙中存在MnS夹杂。MnS夹杂级数降低,伸长率也随之增大;伸长率不合格钢板的晶粒大小不均匀。据此判定,MnS夹杂和晶粒均匀性是影响伸长率的主要原因。     

65Mn环件断裂的失效分析

65Mn环件装配后发生崩裂,采用断口分析、化学成分分析、金相分析及低倍分析等方法进行了失效分析。结果表明,环件中存在白点,白点在装配应力和内部氢压的作用下发生滞后扩展,当白点裂纹长大到临界尺寸时,裂纹尖端的应力强度因子达到断裂韧性,从而发生崩裂。     

36Mn2V管坯钢表面裂纹形态分析及成因探讨

36Mn2V管坯钢常用于生产石油管钢,这种材质的石油套管是石油钻探用重要器材,属裂纹敏感性钢种,容易出现表面裂纹现象。通过对轧材表面裂纹缺陷部位进行金相组织观察、扫描电镜分析,发现裂纹附近组织存在明显的脱碳现象及夹杂物和氧化物圆点,并且裂纹末端存在多条铁素体条带,结果表明连铸坯本身存在的质量缺陷是36Mn2V圆钢产生表面裂纹的主要原因。     

中厚板拉力试样断口宏观形貌及其产生机理分析

随着钢材需求量的日益增加,需方对钢材产品质量要求也越来越高。由于拉伸试样断口的宏观形貌能从一定程度上反映钢材的某些冶金与轧制缺陷,人们对断口的宏观形貌也越来越关注。通过中厚板拉力断口形貌特征的描述及其产生机理的分析,划分出5类常见的不同形貌断口,它有益于力学测试人员的正确判断,有益于工艺的改进,有益公司质量管理和质量判定。