Ｎｏ．６ 《大型铸锻件》 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２ＯＯ７ ＨＥＡＶＹ ＣＡ 兀ＮＧ ＡＮＤ ＦＯＲＧＩＮＧ ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢冲击功偏低的原因分析 彭努渊 （河南中原特殊钢集团有限责任公司，河南４５４６８５） 摘要：ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢中，若ｓｎ元素含量较高会明显影响钢材的力学性能，造成冲击功严重偏低。 关键词：ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢；冲击功；化学成分 中图分类号：ＴＧ１４２．１ ２ 文献标识码：Ｂ Ｔｈｅ Ｃａｕｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｌｏｗ Ｉｍｐａｃｔ Ｅｎｅｒｇｙ ｆ０ｒ ＡＳＴＭ ４ １ ４５ Ｈ Ｓｔｅｅｌ Ｐｅｎｇ Ｎｕｙｕａｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｈａｓ ｓｔａｔｅｄ ｔｈａｔ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓｎ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎ ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ ｓｔｅｅｌ ｗｏｕｌｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｍｅ－ ｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｅｎｅｒｇｙ ｌｏｗｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＳＴＭ ４１４５ ｓｔｅｅｌ；ｉｍｐａｃｔ ｅｎｅｒｇｙ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ 表１非金属夹杂物检测结果 ｌ前言Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｎｏｎ—ｍｅｔａｌｌｉｃ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ 我公司生产的石油钻铤质量稳定，冲击功一 ，冶炼炉号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 般都在７Ｏ Ｊ以上，但在理化检测过程中发现有一 ３７６９６７ 粗系 细系 １１．５ ０．５ ０ ０．５ —．０ ０．５ ０ ０．５ 炉号为３７６９６的ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢，冲击功值均处 ３７ｌ６ｌ细系 １．５ １．０ ０ ０．５ 一７ 粗系 ０于２４ Ｊ～３２ Ｊ之间，与要求值相差甚远（要求值为 ．５ ０．５ ０ ０．５ ６５ Ｊ以上）。此钢种以往曾出现过冲击功不合现 象，但在每一冶炼炉次中属于个别现象。与以往 两试样腐蚀后进行金相组织观察。结果发 所不同的是此次整炉共９支锭全部不合格，且冲 现，两试样金相组织较细较均匀，均为回火索氏体 击功值较低。为了分析造成该炉不合格的原因， ＋少量贝氏体（见图１所示）。比较而言，３７１６１ 对化学成分、低倍检验结果、金相组织等进行了分 中的贝氏体量较多，且两炉的晶粒度均为７．５级， 析。 并无差别。 ２．３力学性能检验 ２理化检验分析 ３７６９６与３７１６１两炉钻铤钢的力学性能检验 ２．１低倍检测 结果见表２。 在冶炼炉号３７６９６的任一支锭上取一试片， 表２力学性能检测结果 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ 片厚为２０ ｍｉｌｌ，用１：１的热盐酸水溶液侵蚀， 炉锭号 Ｒｐｏ ２／ＭＰａ Ｒ ／ＭＰａ Ａ（％） ｚ（％） ＡＫＶ／Ｊ 按照ＧＢ／Ｔ１９７９—２００２评定级别。其中一般疏松 ３７６９６—７ ９ＯＯ １０５０ １９ ５ｌ ２６／２２／２４ １．０级，中心疏松０．５级，锭型偏析０．５级，其余 ３７６９６—８ ９Ｏ５ １０５０ １７ ５０ ２４／２６／２４ 无任何缺陷。 ３７ｌ６ｌ一７ ９５５ ｌ０７０ １７ ５３ ７０／７４／７２ ３７１６ｌ一８ ９８０ ｌ０９Ｏ １７ ５ｌ ７０／７０／７０ ２．２金相观察 利用同一热处理炉中的冶炼炉号为３７６９６的 从表２的结果可以看出，３７６９６炉较３７１６１ ７号锭和冶炼炉号为。３７１６１的７号锭的冲击试样 进行对比观察分析。两试样进行磨制抛光后，利 炉的强度略有降低，面缩和延伸率无明显差别，冲 用ＭＭ一６显微镜，按照ＧＢ／Ｔ１０５６１－－１９８９评定 击功值则明显下降。 ２．４化学成分分析 其非金属夹杂物，结果见表１。 从表１的结果可以看出两炉的非金属夹杂物 因两炉的化学成分接近，所以两炉在同一热 级别均不高且基本一致，无大的差别。 处理炉中进行热处理，但两炉的痕量元素在前道 工序中没有检测。分别取３７６９６炉和３７１６１炉的 收稿日期：２００ｒ７—Ｏ５—２９ 各两支锭进行成品化学成分及痕量元素分析，检 测结果见表３和表４。 ４２ 维普资讯 http://www.cqvip.com 《大型铸锻件》 Ｎｏ．６ ＨＥＡＶＹ ＣＡ ＨＮＧ ＡＮＤ Ｆ０ＲＧＩＮＧ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２ｏ０７ ３７６９６ 图１试样金相组织５００× Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｈｅ ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ ５００× 表３化学成分检测结果（质量分数，％） Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ，％） 炉号 Ｃ Ｓ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｎｉ Ｃｒ Ｍ０ Ｃｕ Ａｌ Ｕ．１ｏ １．１Ｏ ３７６９６—７ ０．４７ ０．００９ Ｏ．２５ １．１３ ０．０１６ ＯＯ．２８ Ｏ．１ｌ ０．０１７ ．３７６９６—８ ０．４７ ０．００９ Ｏ．２２ １．ｏ６ Ｏ．Ｏｌ３ ０９ １．１Ｏ Ｏ．２５ ０．０９ Ｏ．Ｏｌ３ ３７ｌ６ｌ一７ ０．４８ Ｏ．０ｏ８ Ｏ．２６ １．０７ Ｏ Ｏｌ３ Ｏ．１３ １．１３ Ｏ．２８ Ｏ．１６ Ｏ Ｏｌ３ ３７ｌ６ｌ一８ ０．４９ Ｏ．０ｏ７ Ｏ．２９ １．１３ ０．０１５ ０．１４ １．１８ Ｏ ３９ Ｏ．１７ ０．０１４ 表４其它元素及痕量元素检测结果（质量分数，％） Ｔａｂｌｅ ４ Ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ（ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ，％） 炉号 Ｗ Ｖ Ｔｉ Ａｓ Ｓｎ Ｐｂ Ｓｂ Ｂｉ ３７６９６—７ ０．０３３ ＜０．００４ ０．００４ Ｏ．０ｏ９ ＞０．１３４ Ｏ．０ｏ５ ＜０．００ｌ ＜Ｏ．０ｏｌ ３７６９６—８ ０．０４ｌ ＜０．００４ ０．００４ Ｏ．０ｏ５ ＞０．１３４ Ｏ．０ｏ２ ＜０．００ｌ ＜Ｏ．０ｏｌ ３７ｌ６ｌ一７ ０．０４９ ＜０．００４ ０．００４ Ｏ．０ｏ８ ０．００９ Ｏ ０ｏ３ ＜０．００ｌ ＜Ｏ．０ｏｌ ３７ｌ６ｌ一８ ０．０３５ Ｏ．０ｏ５ ０．００４ ０．０１０ Ｏ．Ｏｌｌ Ｏ．Ｏｏ６ ＜０．００ｌ ＜Ｏ．０ｏｌ 从表３和表４可以看出，两炉化学成分基本 Ｓｎ是低熔点的元素，易在晶界偏聚。当其含量超 一致且正常，唯一区别是痕量元素差别较大。 过０．０５％时，会明显恶化钢件的热塑性，同时还 ３７１６１炉中Ｓｎ含量为０。００９％～０．０１１％，而 促进ｃｕ对钢性能的危害。另外Ｐ、Ｓｎ共存时还 ３７６９６炉中的Ｓｎ含量大于０．１３４％（因受试验条 可能出现严重的回火脆性。Ｓｎ元素是降低钢件 件限制，Ｓｎ元素大于ｏ。１３４％后的确切含量无法 冲击韧性的一个元素，可以认为３７６９６炉冲击功 测出）。 异常偏低的原因是由于Ｓｎ含量较高造成的。 ３分析与讨论 Ｓｎ元素主要由工业废钢中带人。所以为了 防止钢材出现类似的问题，我们必须严格控制废 从以上分析结果可以看出，３７６９６炉在低倍 钢的质量。 检测及高倍检测分析中均无异常，低倍组织评级 结果和夹杂物评级结果均较低，依此认为此炉钢 ４结论 冶炼情况较好。另外金相组织较细且较均匀，晶 ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢出现整炉冲击功异常偏低是 粒度也均匀正常。与３７１６１相比唯有贝氏体含量 由于钢中Ｓｎ元素含量过高引起的。从试验结果 较少和痕量元素ｓｎ含量较高。我们曾做过大量 中可以看出，当钢中Ｓｎ元素含量较高时，会明显 试验，对于ＡＳＴＭ ４１４５Ｈ钢，当金相组织中贝氏体 降低材料的冲击功，对强度也略有影响，而对于面 含量增多时，其冲击功会降低。所以贝氏体含量 缩和延伸率则无明显的影响。 低不是造成３７６９６炉次冲击功低的原因。由于 责任编辑邓玉 ４３
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