滲碳齒輪鋼18CrNiMo7-6低倍夾雜缺陷的分析

  滲碳齒輪鋼18CrNiMo7-6是一種表面硬化鋼,,具有高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性等優(yōu)點(diǎn),,廣泛應(yīng)用于礦山,、運(yùn)輸、機(jī)車牽引,、起重和內(nèi)電等工業(yè)領(lǐng)域,。某廠生產(chǎn)的18CrNiMo7-6鋼大批量地出現(xiàn)低倍夾雜物,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量以及市場信譽(yù),。針對產(chǎn)品有缺陷的部位,,采取低倍、高倍和掃描電鏡等方式進(jìn)行分析研究,。
齒輪鋼
  18CrNiMo7-6鋼生產(chǎn)工藝路線:電爐冶煉→LF精煉→VD真空→澆注→緩冷坑緩冷→鋼錠加熱→鍛造→鍛后退火→無損檢測→檢驗(yàn),、檢查→交貨。

  具體生產(chǎn)工藝操作如下:裝料時(shí)生鐵或鐵水的量大于鋼鐵總量的30%,;初煉時(shí)P≤0.010%,,T>1580℃時(shí)出鋼;精煉過程中盡快造好白色泡沫渣,,且白渣保持時(shí)間大于20min,。當(dāng)[S]≤0.010%,溫度≥1650℃時(shí)抽真空,;VD階段,,逐級開啟真空泵,真空度達(dá)到67Pa,,保持15min以上,,放散;澆注過程中嚴(yán)格控制注溫注速,,嚴(yán)禁在澆注1/3之后調(diào)整流速,。

  從低倍試片上觀察夾雜物的分布,發(fā)現(xiàn)顆粒大而多、排列無規(guī)律,,而且發(fā)生夾雜的部位也不固定,,有的出現(xiàn)在鋼錠頭部,有的在尾部,,有的在中間,。

  雖然鍛造過程會使鑄態(tài)組織的夾雜缺陷聚集,但如此大批量地產(chǎn)生缺陷,,初步確認(rèn)應(yīng)該是冶煉過程,,主要是脫氧過程出現(xiàn)問題。從夾雜缺陷分析中可看出,,在低倍試片中除夾雜物外,,無一般疏松等其他低倍缺陷,夾雜物分布范圍較大,,有的彌散分布,,有的聚集分布,夾雜物邊緣與基體有尖角,。高倍檢測情況也證明夾雜物顆粒尺寸大,有尖角并嵌入基體,。從掃描電鏡結(jié)果可以看出,,除基體含量外,缺陷中氧所占比例平均為54.55%,,鋁為32.66%,,鎂為4.01%,鈣為3.74%,,硅為1.02%,,錳為0.82%,鐵為2.67%,。從夾雜物的組成判斷,,次夾雜物主要由氧和鋁組成,且氧和鋁的比例接近3∶2,,由此確定夾雜物的主要組成是Al2O3,。

  為了降低夾雜物缺陷,技術(shù)人員對18CrNiMo7-6鋼的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn),,采用兩種工藝進(jìn)行生產(chǎn):一種是在初煉出鋼過程不加鋁錠,,到精煉工位喂鋁線;另一種是在初煉出鋼過程加鋁錠脫氧,,到精煉工位后,,視鋼中鋁含量情況,少量補(bǔ)喂鋁線。工藝研究結(jié)果表明:

 ?。?)18CrNiMo7-6鋼夾雜物缺陷的主要成分是Al2O3,。
  (2)脫氧時(shí)機(jī)與是否發(fā)生夾雜缺陷關(guān)系不大,。
 ?。?)在噸鋼用鋁量一定的前提下,提高沉淀脫氧用鋁量,,降低擴(kuò)散脫氧用鋁量,,有利于消除Al2O3夾雜缺陷。
 ?。?)經(jīng)驗(yàn)表明,,無論采用何種工藝生產(chǎn),用鋁脫氧盡可能在精煉前期完成,。