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50SiMnVB高强合金钢弹簧钢军工钢椭圆凹坑疵病的成因分析
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-02-03
50SiMnVB钢的研制成功，填补了我国高破片率榴弹用钢的空白，其战术性能相当国外高破片弹钢的水平。
在现代战争中只有大口径火炮才能对敌人炮兵实施大、纵、深火力压制和摧毁敌人的地面目标及有生力量，对地面部队提供有效的火力支援。为提高火炮的性能，研制和改进工作主要集中在增大射程、射速、机动性和单发跑弹的威力上。目前，国外已开发了小、多、快的杀伤破片，采用高强度脆性钢，减薄弹体壁厚，减轻弹片质量，增加破片数量和飞散速度，使单发炮弹的杀伤威力大大提高。
我国大口径杀伤榴弹用钢自建国以来一直沿用前苏联D60钢，这种钢强度低、延性大、弹壁厚、装药猛度低，杀伤破片数量少，故已不适于制作榴弹。为适应国防现代化的需要，迅速赶上世界先进水平，我国研制了具有特殊高破片的弹钢50SiMnVB钢。该钢具有广泛的适应性、良好的淬透性、冷脆性、热加工性能、冷加工性能等。50SiMnVB钢的研制成功，填补了我国高破片率榴弹用钢的空白，其战术性能相当国外高破片弹钢的水平。
某厂某产品壳体用50SiMnVB钢在冲拔过程中毛坯内膛出现椭圆形凹坑疵病的现象，采用理化检测和工艺试验等手段对该疵病产生的原因机理进行了系统分析与验证，为查找疵病产生原因，同时确定疵病产生于冲孔工序还是拉深工序，研究人员决定进行疵病再现试验。疵病再现试验情况统计见下表：
表1 疵病再现试验情况统计
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机组类型
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国内线水压机
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国外线油压机组
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状态
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探伤剔除料
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探伤剔除料
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钢坯数量
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6发
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5发
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加工方式及数量
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冲孔6发
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冲孔、拉深5发
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冲压后存在疵病
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2发
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5发
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结果表明：疵病处有折入的氧化皮，氧化皮周围有脱碳，疵病周围及基体组织无异常。通过对发放的冲孔重头、拉深冲子等工装进行检查，同时对鳞片石墨进行了检查，检查结果符合工艺要求。
通过试验结果，可断定弹体毛坯产生该疵病的主要机理为：原材料本身存在标准范围内的轻微缺陷（一般疏松），冲孔过程中接近冲头的金属缺陷，在冲头作用力下随着金属流动至表面，同时润滑剂燃烧后产生的高温高压气体、氧化皮等填充进有缺陷的基体表面，将疵病扩大成椭圆形凹坑，并在拉深过程中拉成椭圆凹坑。弹体机体内部的轻微缺陷随着锻造过程被改善。
理化分析结果表明，存在该疵病的毛坯基体组织正常，金属组织连续，不存在组织缺陷，并在热处理和水压过程中未产生疵病扩展（即裂纹等严重缺陷），该疵病不会对弹体成品造成影响。由此可见，存在该疵病的毛坯通过外观检验进行剔除，可有效控制产品质量，使生产顺利进行。
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