环件产品在风力发电、电力传输、船舶设备、工程机械、轻工机械、冶金机械、医疗机械、隧道掘进机行业得到广泛应用,服役中具有起制动频繁、重复、冲击载荷大、经受交变应力作用等工作特点,要求具有高强度、高韧性及良好的抗疲劳性能。在其使用过程中,如出现意想不到的开裂故障,会对安全生产造成巨大威胁。偶尔环件会出现探伤不合现象。
对此缺陷进行分析,经过低倍检验和扫描电镜观察,发现缺陷环件的轴向和径向截面上都分布着无规律的细裂纹,环件凹槽部位有鼓包现象;环件轴向截面上,裂纹呈锯齿状,该锯齿状裂纹的断口为准解理断口。扫描电镜观察发现细裂纹内部除铁的氧化物外,并无其他大型夹杂物。进一步对试样进行调质处理后的断口分析,肉眼观察即可发现圆形或者椭圆形银白色斑点,可以确定该类缺陷是由钢中氢含量过高引起的白点缺陷。
为有效防止白点缺陷,要求钢中的氢含量≤2ppm,为达到此目标,采取以下措施实现对钢中氢含量的控制:
1、rh真空脱气 通过提高rh真空精炼的真空度,足够的保持时间、提高气体流量等措施,保证了rh终点h含量稳定控制在1.5ppm以下。
2、合金烘烤去除水分 合金表面附着的少量水分,经过高温烘烤后得以去除,避免了由于合金的加入引起的钢液增氢。
3、连铸 加强连铸中间包、水口和保护渣的烘烤,要求使用干燥的中包覆盖剂,避免耐火材料、保温材料和保护渣引起的钢液增氢。
4、缓冷 圆坯连铸后进行铸坯缓冷,环件热处理后进行缓冷。 采用以上控氢措施后,控制冶炼过程增氢和缓冷后,环件因白点引起的探伤缺陷明显降低,该问题得到了有效控制。