20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋產生原因分析

喬小梅

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋產生原因分析

喬小梅

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

主要采用金相及SEM分析方法，對20Cr2Ni4A鍛圓表面裂紋性質及產生原因進行了分析，結果表明鍛圓表面裂紋是由于原材料存在表面夾雜/渣引起的。

鋼錠 鍛造 縱向裂紋

引言

20Cr2Ni4A是優質合金滲碳鋼，強度高，韌性及淬透性好。滲碳處理后表面有相當高的硬度，同時心部還保留良好的韌性，能承受高的沖擊負荷。主要用于大截面滲碳件，如大型齒輪、軸類以及要求強度高、韌性好的調質零部件等。20Cr2Ni4A受其鋼種的特殊性，在鍛造后表面極易產生裂紋缺陷。山西太鋼不銹鋼股份有限公司（以下簡稱太鋼）采用快鍛機鍛造20Cr2Ni4A鍛圓在表面剝皮機加工后發現部分存在縱向裂紋，對生產質量及合同兌現造成很大的影響，為盡快解決這一瓶頸問題，太鋼針對此情況組織相關技術人員進行認真分析研究缺陷產生的機理，并提出了合理的改進措施。

1 生產工藝流程

生產工藝流程：電爐—LF—VD—模鑄錠—加熱—鍛造—正火—機加工。

2 裂紋分析內容和結果

2.1 試樣情況

經正火回火后的20Cr2Ni4A鍛圓機加工后發現表面存在斷續裂紋（見圖1）。在鍛圓裂紋處取截面試樣如圖2。在橫截面的上表面和下表面進行金相及SEM觀察［1］。

圖1 表面裂紋實物圖

圖2 截面取樣

2.2 分析結果

2.2.1 金相分析（見圖3和圖4）

圖3 金相圖片（上表面）

圖4 金相圖片（下表面）

從圖3和圖4中可以看出裂紋距表面最深2.58 mm，貫通表面。裂紋內部明顯包含夾渣/雜［2］。

2.2.2 SEM觀察

裂紋形貌見圖5、下頁圖6。

圖5 裂紋SEM圖片（上表面）

圖6 EDS成分（上表面）

裂紋表面夾渣/雜主要原因考慮可能是個別鋼錠模上表面不好導致澆注過程中鋼錠帽口端位置存在表面夾渣，在后續熱加工及機加工未能完全消除。正常情況下，此料為現場熱處理前取樣，肉眼隱約可見裂紋，金相顯示裂紋距表面僅2.58 mm深，屬于表面缺陷，可以通過機加工消除。但如缺陷過深無法機加工消除時可能后續在熱處理過程中開裂。

3 改進措施

1）澆注前嚴格檢查錠模表面質量，及時清理鋼錠模表面，內表面存在問題的錠模不得使用。

2）煉鋼環節強化過程控制，進一步提升純凈度水平，減少夾雜物的數量。

3）機加工后必須對表面進行二次檢驗，防止表面裂紋未機加凈造成后續熱處理開裂。

［1］ 薛懿德，高崇.特殊鋼壓力加工［M］.北京：冶金工業出版社，2008，94；125.

［2］ 樊東黎，徐躍明.熱處理工程師手冊［S］.北京：機械工業出版社，2003：170.

（編輯：苗運平）

Cause Analysis of the Surface Crack of 20Cr2Ni4A Forging

QIAO Xiaomei
（Shanxi Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

The properties and the cause of the surface crack of 20Cr2Ni4A forging are analyzed by means of metallographic analysis and SEM analysis.The results show that the surface crack is caused by the inclusion on the surface of the raw material.

ingot，forging，longitudinal crack

TG316.1+92

A

1672-1152（2016）05-0033-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.12

2016-10-12

喬小梅（1972—），女，高級工程師，現在山西太鋼不銹鋼股份有限公司從事壓力加工專業工作。