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对CrMnMo钢锻材一般斑点状偏析的成因分析及工艺改进
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-10-16
根据试验分析，结合CrMnMo钢锭锻造生产情况，在排除一般疏松、气体过饱和、钢液纯净度太差等因素后，通过金相及能谱分析，发现点偏处组织有别于基体组织，如晶粒细化，硬度偏高(达310～340HV），组织也非珠光体正常组织，从而认为现有的点偏缺陷实质是受合金成分偏析导致的组织偏析
某锻造厂使用CrMnMo钢锭加热锻制Φ310mm锻材时，在低倍酸浸检测过程中发现了“一般斑点状偏析”（以下简称点偏）缺陷，判定为1.5级点状偏析，一般疏松3.0级，锻材不合格。
酸浸塔形分析：将带点偏缺陷的Φ310mmCrMnMo钢锻材改锻成Φ210mm，取Φ210mm×200mm样坯车削成4级等长台阶（一级Φ150mm，二级Φ130mm，三级Φ110mm，四级Φ90mm），做酸浸塔形检测，在锻材Φ110mm、Φ90mm两级台阶上发现明显的类似于垫片的纵向暗条，而Φ150mm，Φ130mm两级台阶上纵向暗条纹则不明显。
气体检测：根据所收集的5炉钢相关气体的检测数据发现，点偏的出现及级别与钢中气体含量并无直接关系。
金相分析：在酸洗过的低倍试样上点偏缺陷密集部位切取金相试样进行高倍分析；对试样进行抛光、高倍轻腐蚀后观察宏观形貌；将试样偏析部位标识后再次进行低倍酸浸重腐蚀试验。上述金相分析结果表明，偏析区组织类似于贝氏体组织，基体为珠光体+铁素体；扫描电镜下观察，组织明显存在不均匀，进一步放大倍数观察，通过对点偏缺陷位置处能谱分析，发现了以MnS为代表的夹杂物的偏聚。
结合上述分析结果，排除了点偏为一般疏松误判的可能，也排除了由于气体过饱和所引起的传统点状偏析的可能，还排除了钢液纯净度太差，夹杂物偏聚所致形成点状偏析的可能。
根据试验分析，结合钢锭锻造生产情况，在排除一般疏松、气体过饱和、钢液纯净度太差等因素后，通过金相及能谱分析，发现点偏处组织有别于基体组织，如晶粒细化，硬度偏高(达310～340HV），组织也非珠光体正常组织，从而认为现有的点偏缺陷实质是受合金成分偏析导致的组织偏析。
从能谱分析可以看出，该异常组织存在Cr、Mo等合金元素以及C的偏聚，据此可以推断出点偏的形成机理：受连续生产影响，环境温度偏高，散热慢，影响钢液的凝固结晶，造成成分偏析，极可能形成低熔点的碳化物在枝晶间隙偏聚，形成偏析带（区域），在后续锻造热加工及保温缓冷过程中，合金元素的正偏析及碳化物的存在，使偏析带（区域）易于发生组织转变而与基体正常组织不一，形成组织偏析。改进锻造生产，改善钢液的凝固结晶，避免成分偏析，可有效降低组织偏析，减少点偏的产生。
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