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钢锻件的白点研究

  白点这一名称最初用来表示在锻件断口上见到的一种特殊光亮粒状银白色斑点缺陷。白点实质是一种脆性锐边裂纹,具有极大的危害性,是马氏体和珠光体钢中十分危险的缺陷。它是锻件的致命缺陷。随着冶炼技术的不断改进、提高,锻件白点缺陷已较少出现,但采用在大气浇注中的钢锭生产的锻件,在 42CrMo钢锻件中仍有出现,而奥氏体、铁素体和莱氏体钢不形成白点。通过对42CrMo钢锻件白点裂纹的形成进行分析,提出了预防控制白点产生的措施。

  白点是由于钢中氢含量过多和内应力共同作用造成的,即白点的产生主要与两个因素有关:钢中的氢含量和钢在热压力加工后冷却过程中产生的内应力。并且,含氢量较高只是产生白点的必要条件,钢在热压力加工后冷却过程中产生的内应力是产生白点的充分条件。只有氢的作用,热压力加工后的钢坯并不一定形成白点,只有在钢坯内存在着较大内应力的情况下,含氢量较高的钢坯才会产生白点。随钢温的降低,氢在钢中溶解度减小,当冷速加快时,柱状晶内的氢来不及扩散至大气中,聚积在钢的显微孔隙中并结合成分子态,更使其扩散困难,形成巨大的局部压力,达到钢的破断强度以上,从而使钢产生内部断裂,即我们说的白点。因而,白点多分布于柱状晶及以内区域。白点形成的温度区间为250~100℃之间,而氢扩散系数最大区间为650~300℃,故在300℃以下来不及扩散的氢就存在于钢中而引起应力,从而为形成白点创造了必要的条件。

  由锻造原因而引起的白点,建议采取的预防措施是:一是从工艺角度考虑采用降低白点敏感性的锻造压实方法,例如采用扁方锻造方法缩短锻件心部至表面的距离,增大锻件的相对面积,使氢容易析出,降低钢的白点敏感性。二是尽量在高温下锻造,高温下锻造时,可使扩散过程显著加快。即通过热扩散和机械扩散的叠加,增大均匀化程度,部分消除偏析,也可降低白点的敏感性。