低碳钢高速线材的表面缺陷及冷镦开裂原因分析

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低碳冷镦钢冷镦开裂原因分析

低碳冷镦钢冷镦开裂原因分析

冲孔- 搓丝 (套扣) - 镀锌- 检验包装。
冷镦钢在冷镦机镦制时, 有时在毛坯上会出现表
面裂纹, 即产生冷镦开裂。
本文就低碳冷镦钢M L 15、SW RM 8K 出现冷镦开
裂的冶金方面的原因及防止措施进行了分析研究。
1 试验用料
试验用料是太钢二钢转炉冶炼、 初轧开坯、 三轧
高线成材供某用户制造螺母和螺栓的盘条, 取其出现
折迭裂纹在试样横断面对称的两侧, 各为 2 条平 行的纵向裂纹, 镦制后裂纹张开 (如螺丝头部的外缘 和冷顶锻试样的外侧) , 且裂纹内壁有轻微氧化, 每侧 裂纹的裂纹源均向 2 条裂纹中间延伸。
折迭裂纹产生的原因是, 轧制时孔型或张力等调 整、控制不当, 造成辊缝处“制耳”, 耳子轧后即为折 迭。 3 结论 311 低碳冷镦钢冷顶锻开裂主要有 3 种类型: 夹杂裂 纹、 划伤裂纹和折迭裂纹。 312 夹杂裂纹的特征是在钢材或零件表面有小米粒 大小的 “掉肉”, 留下小坑, 显微镜下为氧化物夹杂。 它是由于炼钢注温高、 注速快、 镇静时间短所致。 313 划伤裂纹的特征是沿纵向较深, 裂纹深处无氧 化、 脱碳, 是由钢材生产和吊运时表面划伤所致。 314 折迭裂纹在钢材或零件两侧对称出现, 且多为纵 向裂纹, 裂纹内壁有轻微氧化。 轧钢时应防止出现 “耳子”, 以避免出现此类裂纹。
图 4 图 3 的局部放大
212 划伤裂纹 21211 划伤裂纹特征: 螺丝头的外缘及杆部有一条纵 向裂纹, 裂纹较深, 裂纹深度的方向约沿着试样直径 方向, 裂纹内未露出内部的 “新金属” (见图 1)。 21212 划伤裂纹的金相分析: 在螺丝杆部横向取样, 观察发现, 在裂纹源处无金属夹杂, 裂纹源延伸处的 钢材组织中也无氧化、 脱碳现象。 21213 综合分析, 缺陷为热轧划伤, 原因是, ①材料 表面缺陷。常见的缺陷特征有材料 45°剪裂、炼钢夹杂

高速线材表面质量缺陷的产生原因及排除方法

高速线材表面质量缺陷的产生原因及排除方法

高速线材表面质量缺陷的产生原因及排除方法摘要:对高速线材常见表面质量缺陷裂纹、折叠、耳子、划痕等进行了原因分析,并提出了相应排除方法。

关键词:高速线材、表面质量缺陷、原因分析、排除方法。

概述:在高速线材的生产中,成品的表面缺陷是影响产品质量的一个重要因素,其大致有以下几种:裂纹、折叠、耳子、划痕、碳化钨辊环的破裂和掉肉、麻面、结疤(翘皮或鳞皮)。

2原因分析及排除方法2.1裂纹裂纹是指线材表面沿轧制方向有平直或弯曲、折曲,或以一定角度向线材内部渗透的缺陷。

裂纹长度和深度不同,在线材的长度方向上都能发现。

有的裂纹内有夹杂物,两侧也有脱碳现象。

2.1.1线材表面产生裂纹的主要原因在于钢坯上未消除的裂纹(无论纵向或横向)、皮下气泡及非金属夹杂物都会在线材表面造成裂纹。

连铸坯上的针孔如不消除,经轧制被延伸、氧化、溶解就会造成成品的线状发纹。

针孔是连铸坯的重要缺陷之一,不显露时很难检查出来,应特别予以注意。

高碳钢线材轧制后冷却速度过快,也可能造成成品裂纹,后者还能出现横向裂纹。

轧后控冷不当形成的裂纹无脱碳现象伴生,裂纹中一般无氧化铁皮。

另外坯料清理不好也会产生此类问题。

轧制过程中形成裂纹的原因主要有以下几点:(1)轧槽不合适,主要是尖角和轧槽尺寸有问题。

(2)轧槽表面太粗糙或损坏。

(3)粗轧前几道导卫的划伤。

(4)粗大的氧化铁皮轧进轧件表面及内部,而且这通常在粗轧前几道产生。

(5)导卫使用不当主要是尺寸太大。

2.1.2若产生裂纹,应从以下几方面进行检查,排除故障:(1)高压水除鳞是否正常工作,是否某架轧机轧辊的冷却水路被堵塞或偏离轧槽。

(2)导卫是否偏离轧制线,有无氧化铁皮堵塞在某个导卫中。

(3)轧槽是否过度磨损或因处理堆钢事故时损伤了轧槽。

(4)精轧机是否有错辊,导卫是否对中及尺寸是否对应于所轧的规格。

2.2折叠线材表面沿轧制方向平直或弯曲的细线,以任意角度渗入线材的表面内,在横断面上与表面呈小角度交角状的缺陷多为折叠,通常折叠较长,但亦有间断的不连续的,并在线材的长度方向上都有分布,折处的两侧伴有脱碳层或部分脱碳层,折叠中间常存在氧化铁夹杂。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种用途广泛的金属材料,常常用于制作螺栓、螺母等零部件。

在生产过程中,冷镦钢有时会出现开裂的情况,这不仅影响了产品的质量,也增加了生产成本。

对冷镦钢开裂的成因进行分析,并提出质量改进的措施,对于企业的生产和发展具有重要意义。

冷镦钢开裂的成因分析主要包括以下几个方面:原材料质量、冷加工工艺、设备状况、操作技术以及质量控制等方面。

首先是原材料质量。

冷镦钢的开裂与原材料质量有着密切的关系,如果原材料中含有过多的夹杂物、气孔等缺陷,或者材料的组织不均匀,都会导致冷镦钢在冷加工过程中出现开裂的情况。

其次是冷加工工艺。

冷加工工艺的参数设置不当、过程控制不严等因素都可能导致冷镦钢开裂。

冷加工时温度过低或者过高、冷加工过程中受力不均匀等,都会对冷镦钢的质量产生不利影响。

再者是设备状况。

设备的磨损、老化或者不合理的设计都可能导致冷加工过程中对冷镦钢造成损伤,从而引起开裂。

操作技术也是一个重要的因素。

冷加工过程中操作者的技术熟练程度、操作规范程度等都会影响冷镦钢的开裂情况。

如果操作不当、经验不足,都会加剧冷镦钢开裂的风险。

最后是质量控制。

如果生产过程中的质量控制不严格、产品检验不到位,都会让质量不合格的冷镦钢流入市场,增加了产品开裂的风险。

针对以上分析的成因,我们公司提出了以下质量改进措施。

首先是加强原材料的质量控制。

在原材料采购环节,加强对原材料的检验,确保原材料的质量符合要求。

对有质量问题的原材料,及时进行退货处理,避免不良原材料影响产品质量。

其次是优化冷加工工艺。

通过对冷加工工艺参数的优化调整,确保冷加工过程中的温度、压力、速度等参数在合理范围内,减少冷镦钢在冷加工过程中的应力集聚,降低开裂的风险。

再者是加强设备维护和更新。

定期对冷加工设备进行检查、维护和更新,确保设备处于良好的工作状态,避免设备老化和磨损给冷镦钢的质量带来影响。

加强操作技术培训。

对操作者进行系统的技术培训,提高操作者对冷加工过程的理解和技术水平,降低操作不当造成的产品质量问题。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进【摘要】冷镦钢在生产过程中容易出现开裂问题,影响产品质量和生产效率。

本文通过分析冷加工工艺、开裂原因,探讨质量改进策略和监控方法,提出改进生产工艺的建议。

总结认为,冷镦钢开裂问题可通过调整工艺参数和提高生产控制水平来解决,未来可深入研究开裂机理、优化材料配方等方面。

希望通过本文的研究,能够为解决冷镦钢开裂问题提供有效的参考,推动行业质量水平的提升。

【关键词】冷镦钢、开裂成因、质量改进、冷加工工艺、性能影响、质量监控、生产工艺、根本解决方法、研究方向、总结、展望。

1. 引言1.1 冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种常用的金属材料,广泛应用于汽车、机械制造等领域。

冷镦钢在生产过程中经常出现开裂现象,严重影响产品质量和生产效率。

对冷镦钢开裂成因进行分析,并提出质量改进方案至关重要。

本文旨在对冷镦钢开裂成因进行深入分析,探讨影响冷镦钢性能的冷加工工艺因素,并从根本上解决冷镦钢开裂问题。

通过对冷镦钢开裂原因的探讨和质量改进策略的提出,希望能够引起相关行业的重视,提升产品质量和企业生产效率。

在本文中,我们将首先分析冷加工工艺对冷镦钢性能的影响,探讨冷镦钢开裂的根本原因,并提出质量改进策略。

接着,我们将介绍冷镦钢质量监控方法,以及改进冷镦钢生产工艺的具体措施。

我们将总结冷镦钢开裂的根本解决方法,并提出未来研究方向,展望冷镦钢质量改进的发展方向。

希望通过本文的研究,能够为相关行业提供参考,促进冷镦钢质量的提升和行业的发展。

2. 正文2.1 冷加工工艺对冷镦钢性能影响分析冷加工工艺是冷镦钢生产过程中至关重要的环节,其对冷镦钢的性能影响非常显著。

在冷加工工艺中,冷镦钢的变形应力和应变量会大大增加,这会导致冷镦钢的晶粒变形和排列发生变化,从而影响其力学性能。

冷加工过程中会产生大量的加工硬化作用,使得冷镦钢的硬度和强度明显提高,但同时也容易导致其脆性增加,从而增加冷镦钢开裂的风险。

在冷加工工艺中,温度、速度、压力等参数的控制也对冷镦钢的性能有着直接的影响。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种非常常见的工业材料,主要用于制造螺纹、铆钉、销轴等机械零件。

然而,冷镦钢的质量问题经常困扰着生产企业。

其中,开裂问题是比较常见的一种质量问题。

本文将对冷镦钢开裂的成因进行分析,并探讨一些质量改进方法。

一、开裂成因分析1.材料问题冷镦钢的材料问题是造成开裂的主要原因之一。

首先,如果钢材的化学成分不合格,或者材料内部有缺陷、夹杂物等物理缺陷,那么就会在加工过程中引起应力集中,导致开裂现象的发生。

其次,如果冷镦钢的硬度不符合要求,可能会导致过度弯曲、撞击等情况的出现,从而造成材料的表面损伤和内部裂纹。

2.工艺问题在冷镦钢加工过程中,一些工艺参数的设置不合理也是导致开裂的原因之一。

比如,提高冷镦钢的加工速度或者过度挤压等操作都会产生更大的应力,造成裂纹的产生。

此外,冷镦钢制品在退火过程中如果没有达到理想的温度和时间,或者所采用的冷却方式不合适,都有可能导致材料的脆性增加,从而更容易引起开裂。

3.设备问题冷镦钢加工的设备问题也是导致开裂的一个重要原因。

设备的不稳定性、缺乏维护、过度磨损、耗尽润滑油等都可能影响冷镦钢的加工质量,从而引起开裂的出现。

二、质量改进方法1.加强材料检验为了降低冷镦钢开裂的风险,加强材料检验是十分必要的。

在采购冷镦钢时,我们可以从制造商获取钢材的相关物理性质、化学成分、熔炼情况等信息,以确保钢材的质量符合要求。

此外,也可以通过现场检测、非破坏性检测等手段,对冷镦钢进行逐一检查,从而及时发现材料中的缺陷、裂缝等问题。

2.改进工艺参数为了降低冷镦钢开裂的风险,我们还可以改进冷镦钢的加工工艺。

为此,我们可以通过降低加工速度、减小挤压量、加强润滑措施等手段减少过度应力的产生,从而降低冷镦钢开裂的风险。

如果需要进行退火处理,我们也可以控制退火温度和时间,同时改变冷却方式,从而降低材料的脆性。

设备维护是保证生产质量的重要环节,因此,我们应该定期对冷镦机进行保养和检修。

冷镦开裂

冷镦开裂

冷镦钢开裂原因分析及预防摘要介绍国内冷镦钢的生产概况,从钢坯加热、表面质量、脱碳、冷镦性能、工艺调整等方面指出冷镦钢生产的技术要求,探讨冷镦钢成品中所存在的质量问题,同时提出提高冷镦钢质量的措施。

关键词冷镦钢;表面质量;开裂;黑线前言冷镦钢盘条主要用于制作标准件螺钉,用户加工过程为:除鳞→拉拔→退火→冷镦→搓丝→热处理→电镀→入库。

预计每年全国需冷镦钢盘条约达500万吨,如此大的市场空间还吸引着国内外其他厂家的目光,因此,冷镦钢盘条具有很大的潜力市场。

由于冷镦下游产品是由线材经过多道次拉拔,热处理等工艺生产出来的,因此对冷镦钢线材的质量控制提出了很高的要求,无论是成分组织、表面质量、尺寸精度还是通条性能等方面均要求严格。

1 冷镦开裂原因在2006年9、10月份,由于高线设备改造后工艺调整不当及存在的相关问题,用户反馈在加工过程中冷镦开裂,由此产生的质量异议占异议总量的95%占以上。

我厂通过近几年的不懈努力,使冷礅钢线材实现了稳定的批量生产。

在生产实践中我们发现表面质量缺陷是导致冷镦开裂最直接的原因。

主要分三种:(1)线材表面折叠,主要是由于压下量过大、孔型过充满或导卫开口度过大,轧件尺寸过小而倒坯形成耳子,在随后的轧制过程中产生折叠。

(2)导槽、导辊、活套轮以及轧线上所有与轧件有直接接触的物体被磨损或存在棱角与毛刺,都有可能使轧件划伤而最终导致裂纹。

(3)孔型、导卫磨损严重、轧线不对中、错辊、导卫安装不当或对中不好,以及进钢时导卫晃动等,使轧件在孔型内变形不均匀,形成耳子、棱子、轧痕也是造成其后镦裂的隐患。

1.1 对称双裂纹产生原因根据以上成因,可以把镦裂分为平行双面连续裂纹、单条单面连续裂纹、断续裂纹等3种。

如图(1)和图(2)中所示为平行双面连续裂纹。

是在生产过程中轧件产生双边耳子,在后续道次图(1)图(2)轧制中形成折叠而产生。

双边耳子的产生多是由于压下调整不当、孔型过充满、各机架断面尺寸控制不合理、张力控制不稳定等引起。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进首先,冷镦钢的开裂与材料本身的内部结构有着密切的关系。

一般来说,冷镦钢的主要组成成分是铁和碳,有些低合金钢还会加入一些其他的合金元素,例如锰、钼、铬等。

这些元素在钢材中形成了各种固相与溶相,并形成了相互之间的复杂的相变关系。

在加工过程中,由于变形强度过大,致使钢材发生了位错等缺陷,造成了材料的内应力增大。

随着内应力的不断积累,最终导致了冷镦钢的开裂。

除此之外,冷镦钢的开裂现象还与外部的工艺条件有着密切的关系。

在冷镦钢的加工过程中,传统的工艺一般采用了多道工序,如毛坯加工、共轭滚后、粗拉削、精拉削等,其中每道工序都有可能引起材料的开裂,特别是在共轭滚后和粗拉削工序中更为常见。

这是因为这两个工序的加工过程都会增加钢材的塑性变形程度,导致材料的内应力增加,从而引起冷镦钢的开裂。

针对这些问题,我们可以采用以下一些措施来改进冷镦钢的质量。

首先,我们可以对冷镦钢的加工条件进行适当的优化。

例如,在毛坯加工、共轭滚后、粗拉削等工序中,应该控制变形度、速度、温度等条件,严格遵守工艺参数。

其次,我们可以采用一些新的成型工艺来降低材料的内应力。

例如,现代的冷镦钢加工工艺已经开始采用单锤冷锻、多锤冷锻等技术,这些技术都能够有效地控制变形程度,降低材料的内应力,从而减少冷镦钢的开裂。

最后,我们可以加强冷镦钢材料的质量控制,从原材料的选择、配料环节开始,大力优化生产工艺,并对检验人员进行严格的培训,确保每个生产环节都能够有效地管理和控制,从而保证冷镦钢材料的质量。

综上所述,冷镦钢的开裂现象是由许多因素引起的,其中材料本身的内部结构和外部工艺条件是主要的原因。

通过优化生产工艺、采用新的冷锻工艺等方式来降低材料的内应力,可以有效地减少冷镦钢的开裂,提高冷镦钢的质量和性能。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是指在冷镦加工过程中,钢材出现裂纹现象,这种现象严重影响了产品的使用性能和质量,也给生产制造过程带来了一定的损失。

深入分析冷镦钢开裂的成因并进行质量改进非常重要。

一、冷镦钢开裂的成因分析1.原材料质量不合格冷镦钢的原材料主要是钢坯,如果钢坯的质量不合格,如夹杂物含量过高、组织不均匀等,都会导致冷镦钢在加工过程中容易产生开裂现象。

2.冷加工参数设置不合理冷镦是一种冷加工工艺,如果冷加工参数设置不合理,如温度、速度、力度等方面没有精确控制,就会导致钢材变形过大、应力过大,从而引起开裂。

3.模具磨损严重冷镦加工需要使用模具,如果模具磨损严重,就会导致钢材在加工过程中受到不均匀的力度作用,从而导致开裂。

4.加工环境不合理如果冷镦加工的环境温度、湿度等因素不合理,就会导致钢材在加工过程中受到外部环境的影响,从而引起开裂。

二、冷镦钢开裂的质量改进1.严格控制原材料质量从源头上保证原材料的质量,选择质量合格的钢坯,并严格对其进行质量检测,确保原材料质量的稳定性。

3.加强模具维护及时对冷镦加工所使用的模具进行检查和保养,发现磨损严重的模具及时更换,确保模具的使用状态良好,减少对钢材的不良影响。

4.改善加工环境优化冷镦加工的环境,控制好温湿度等因素,营造一个适合冷镦加工的环境条件,减少外部环境对钢材的影响,降低开裂的风险。

5.加强质量控制在冷镦加工过程中,加强对产品质量的检测和控制,对一旦发现开裂等质量问题,及时进行处理和改进,确保产品质量符合要求。

冷镦钢开裂是一个需要认真对待并加以解决的问题,只有深入分析其成因,并从原材料质量、加工参数、模具维护、加工环境和质量控制等方面进行全面改进,才能有效预防和减少冷镦钢的开裂现象,提高产品质量和生产效率。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢指的是冷加工成形的高强度、高硬度钢材。

在冷镦加工过程中,冷镦钢往往会出现开裂的问题,导致产品质量下降。

对冷镦钢开裂成因进行分析并进行质量改进是十分必要的。

冷镦钢开裂的主要成因有以下几点:1. 材料本身质量问题:冷镦钢的质量直接影响其开裂情况。

如果冷镦钢的成分不合理,含有过多的硫、氧等有害元素,或者出现夹杂物、疏松等缺陷,都会导致冷镦钢开裂。

2. 冷镦钢表面氧化:冷镦钢在生产过程中长时间暴露在空气中,容易发生表面氧化。

氧化层的形成使得冷镦钢表面变得较硬,而内部仍保持较软的状态,从而产生内部应力,导致冷镦钢在加工过程中容易出现开裂。

3. 冷镦钢加工工艺问题:冷镦加工是一种高强度、高速度的变形加工,过高的变形应力和变形速率容易导致冷镦钢开裂。

如果冷镦钢的预加工不合理,例如切割时过于猛烈或内部缺陷未得到有效控制,也可能造成冷镦钢的开裂。

为了改进冷镦钢的质量,可以采取以下措施:1. 优化材料成分:合理选择冷镦钢的成分,控制有害元素含量,提升冷镦钢的纯度。

通过合理的炼钢工艺,减少夹杂物和疏松等缺陷的产生,提高冷镦钢的质量。

2. 控制加工工艺参数:合理控制冷镦加工的变形应力和变形速率。

通过调整加工工艺参数,减少冷镦钢的变形应力,降低开裂的风险。

3. 增强表面保护:在冷镦钢加工前,采取有效的措施对冷镦钢进行表面保护,防止氧化层的形成。

可以使用防氧化剂或涂覆防锈剂等方式,保持冷镦钢表面的光洁度和平滑度。

4. 提高预加工质量:在冷镦加工前,对冷镦钢进行必要的预加工,确保冷镦钢的形状完整、表面平整,并且要注意控制内部缺陷的产生。

合理的预加工有助于提高冷镦钢的质量,减少开裂的风险。

冷镦钢开裂是由于材料质量问题、表面氧化、加工工艺问题等多种因素导致的。

通过优化材料成分、控制加工工艺参数、增强表面保护和提高预加工质量等措施,可以有效改进冷镦钢的质量,降低开裂的风险,提升产品的质量水平。

影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制

影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制

影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制摘要:本文首先阐述了高线产品冷镦性能的影响因素,并重点探讨了高线冷镦钢产品顶锻开裂的控制措施。

关键词:高线;冷镦性能;因素;措施高线生产中,具体的影响因素会以不同形式影响产品冷镦性能,导致产品顶锻开裂。

为提高线材产品冷镦性能,需分析高线生产中具体影响因素的来源,并提出相应的控制措施。

一、高线产品冷镦性能的影响因素1、坯料表面缺陷1)坯料表面重皮。

钢锭浇注时,由于钢水的喷溅,铸锭表面会出现重皮。

经初轧开坯轧制,重皮更加隐蔽,很难找到,经酸洗后就会暴露出来。

在坯料表面未得到有效清理时,轧制后,重皮缺陷部分拉长,冷镦钢线材表面形成一个小而断续的裂纹源,影响产品冷镦性能。

2)坯料表面裂纹。

高速线材轧制可消除坯料表面在表面氧化及延伸作用下产生的细小裂纹;由于氧化层的存在,较大的裂纹无法通过压合消除,高线轧制后被拉长,残留在产品表面,冷镦钢线材表面形成细小且断续的裂纹,影响产品冷镦性能。

3)坯料表面尖锐过度。

例如,坯料表面重皮、裂纹等缺陷清理质量不高,造成坯料表面棱角锐利过度。

在高线轧制时,棱角会翻倒,由于热氧化层的存在,缺陷不能弥合并残留在冷镦钢制品表面,对产品的冷镦性能产生不利影响。

2、高线生产调整。

高线生产调整是影响产品冷镦性能的主要因素。

1)轧制压下量调整。

轧制过程中,若轧制压下量调整不当,轧件的延伸率分布不均匀,某道次压下量过大,造成过盈,轧件上会出现双侧耳子现象。

耳子经后续道次轧制后,成品上形成折叠,影响冷镦钢产品的冷镦性能。

冷顶锻检验中,缺陷表现为双侧对称通长纵裂或双侧对称断续微裂。

2)轧制中心线调整。

轧件上单侧耳子由轧件中心偏离轧制中心线或导卫偏离孔型引起。

在后续道次轧制后,耳子会在成品上发生折叠,从而影响线材产品冷镦性能。

冷顶锻检验时,缺陷为单侧通长纵向裂纹。

3)孔型轴向调整。

由于轧机轴向定位精度得不到保证或调整不当,导致轧件上的错辊压痕由错辊引起。

低碳冷镦钢SWRCH8A冷镦开裂原因分析及改善措施

低碳冷镦钢SWRCH8A冷镦开裂原因分析及改善措施

%
元素 C O F Na Mg Al Si S K Ca Mn Fe Zr
合计
质量分数 27.49 27.24 2.99 2.35 0.85 9.45 6.60 1.29 0.51 10.64 0.52 6.73 3.35 100.00
原子分数 42.73 31.79 2.93 1.91 0.65 6.54 4.39 0.75 0.24 4.95 0.18 2.25 0.68
总第 180 期 2019 年第4 期
试(实)验 研 究
山西冶金 SHANXI METALLURGY
Total 180 No.4,2019
DOI : 10.16525/j 14- 1167/tf.2019.04.04
低碳冷镦钢 S WRCH8A 冷镦开裂原因分析及改善措施
寻忠忠, 农之江, 吴德兴
3)根据电镜能谱检测分析,裂纹内黑色夹杂物 成 分 主 要 为 O、F、Na、Mg、Si、S、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr 等。连铸结晶器保护渣由硅酸盐、氟化物为主,主要 有 SiO2,CaO,Al2O3,Na2CO3,CaF2,Li2CO3 等。裂纹内 物质成分与保护渣成分相符,因此裂纹内黑色物质 主要来源于保护渣;Zr 为水口耐材成分,主要为水口 侵蚀掉落。炼钢过程分析,该炉钢水连铸过程,水口 渣线调整方式改变后更换渣线提升中间包时,提升
(宝武集团广东韶关钢铁有限公司, 广东 韶关 512123)
摘 要:针对 SWR CH8A 线材在生产过程中发生开裂质量问题,对线材进行酸洗、金相及电镜能谱检测分析,
分析表明该质量问题是由于钢坯表面卷渣造成的冷镦开裂质量问题。通过金相及电镜能谱检测分析查找造成
冷镦开裂原因,提出了相应的改善冷镦钢质量措施。

冷镦钢顶锻开裂原因分析及其改进措施

冷镦钢顶锻开裂原因分析及其改进措施
2 钢材表面脱碳分析
根据现场记录情况,在钢材轧制过程中,曾
出现 短 时 轧 制 不 顺、 断 辊、 待 煤 气 等 不 正 常 现 象,对照钢材生产顺序进行分析发现,绝大部分 脱碳层超标试样,在断辊、待煤气时,恰处于加 热炉高温区位置,且加热温度越高,时间越长, 脱碳越严重。
因此采用快速加热的加热制度,缩短钢坯在 炉内加热段的时间,或采用钢坯的氧化速度大于 脱碳速度的加热制度,可有效控制钢坯的脱碳。
另外,有时会出现单条裂纹。这也是由于折 叠造成的,由于进口导卫、导板安装不正,形成 单侧耳子造成折叠,从而形成单条裂纹。
观察以上两种裂缝的颜色,无金属光泽,即 金属本体没有开裂。
可见,导致冷镦钢开裂的主要原因不是钢材 内部质量问题,而是钢材表面的密集对称发纹和 折叠。解决办法是找出缺陷产生的具体位置,对 轧机进行调整,或对孔型进行适当修改。
3 结语
为保证钢材冷顶锻和脱碳层合格,应注意以 下几点:
(1)在孔型设计时,适当减少压下量,适当 增加轧制道次及翻钢次数,避免轧件在孔型中过 充满现象,以减少皱折及由耳子产生的折叠。
(2)选择硬度高而耐磨的轧辊,提高轧辊的 耐磨性,保证表面光洁,尺寸精确。
(3)采用变形均匀的孔型系统作为精轧孔型 系统,以减少成品裂纹。
(3)钢材表面有密集对称的发纹,是由于孔 型严重磨损,翻钢后压下量过大及轧件在孔型内 的不均匀变形等原因造成。
(4)钢材表面有划痕,是由于导板或导槽等 质量不佳或安装不当,造成轧制时的划伤。 1.1 密集对称发纹的产生和形貌
钢材表面密集对称发纹形貌见图1。
图1 钢材表面密集对称发纹
钢材表面密集对称发纹并不是由于钢的原始 裂纹和皮下气泡演变而来的。因为钢的原始裂纹 和皮下气泡经轧制后,只能是无规律的、分散的 表面裂 纹, 而 且 深 度 较 大 ( 约 2~5mm)。 而 这 种密集对称发纹深度浅,在0.5mm 以下,纵向 整齐密集排列,呈断续状。在钢材表面上有裂纹 与无裂纹区域截然分开,多分布在辊缝处或与辊 缝成90≠处,很有规律。因此认为,这种密集对 称发纹是由于在轧制开坯阶段,在一个方向压下 道次过多、压下量过大或由于在某一孔型中的不 均匀变形,在轧件两侧形成皱折,皱折在轧制中 被拉长,在以后的轧制中不能被消除,有时反而 加剧形成了密集对称发纹。

冷镦钢开裂原因探析及轧制工艺调整

冷镦钢开裂原因探析及轧制工艺调整

一、前言冷镦钢盘条是萍钢新产品开发中重要的组成部分。

其主要生产工艺流程为:转炉冶炼一吹氩一LF炉精炼一连铸成坯一钢坯加热一粗轧一中轧一预精轧一精轧一吐丝成圈一散卷控冷一集卷一打捆一称重一卸卷一入库。

萍钢生产的冷镦钢在现阶段1/2冷镦开裂率平均在5~8 %,1/3冷镦开裂率达到20%以上,远未达到客户标准。

这种情况不仅影响萍钢的经济效益,而且对萍钢的产品质量形象产生了不利影响。

因此本篇文章将对冷镦钢开裂形貌进行大致分类并提出初步的原因辨别方法,针对一些具有代表性的的特殊问题,结合二轧厂高线的工艺实际状况,就如何尽可能的减少轧制缺陷,对解决措施和调整经验进行总结。

二、冷镦形貌类型及大致原因判断较常见的裂纹形状有三种,图1为平行裂纹,这种平行裂纹如果有规律性,即连续剪切的试样同样产生平行裂纹并有连续性。

基本可以判断为折叠造成。

图2为单条深裂纹,这种裂纹容易观察裂纹源延伸处的钢材组织中有无氧化脱碳。

无氧化脱碳现象,内部金属颜色光亮,裂纹应为夹杂或者严重尖锐划伤造成(注意:成品的轻微或者非尖锐深度划伤在一般1/3冷镦都不会造成裂纹)。

若有氧化铁皮,裂纹应为坯料表面质量缺陷或者严重折叠造成。

图3为单条浅裂纹原因分析较为困难,一般认为是连铸坯表面裂纹所造成产品上产生断续裂纹的情况。

这种铸坯质量不良的断续裂纹情况在1次12mm冷墩钢生产中可以在3#机架轧件表面清楚观察到。

图1平行裂纹萍钢冷镦钢开裂原因探析及二轧钢厂轧制工艺调整二轧钢厂张小军摘要: 对冷镦钢开裂形貌进行大致分类并提出初步的原因辨别方法,针对一些具有代表性的的特殊问题,结合二轧厂高线的工艺实际状况,就如何尽可能的减少轧制缺陷,对解决措施和调整经验进行总结关键词:冷镦钢裂纹夹杂折叠划伤调整轧辊导卫图2单条深裂纹图3单条浅裂纹其他较少出现的裂纹还有外形呈45°剪裂(形状为“<”)原因为塑性不足,可以判断为夹杂;裂纹表面有铁皮包裹,可以认为是折叠或者钢水脱氧不良造成;冷镦形貌为一条裂纹并对称伴随着一条不明显的印痕,认为是在轧制过程中由于单侧耳子造成的平行连续裂纹,一条较深而另一条较浅,浅裂纹经变形延伸消失而深裂纹不能消除,从而表现为一条裂纹,该形貌裂纹一般在其一侧有不明显的与其平行的印痕;另外发生在轧件四周的裂纹位置是否有规律性、连续性、对称性,都可以给我们大致判断裂纹原因带来帮助。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢是一种应用广泛的铁素材料,主要用于制造汽车、机械设备等工业产品的零部件。

然而,在冷镦钢生产和加工过程中,有时会出现开裂现象。

开裂不仅会影响机械产品
的质量和性能,还会影响生产效率和企业的经济效益。

因此,分析冷镦钢开裂的成因,对
于提高冷镦钢的质量和生产效率有重要的意义。

冷镦钢开裂的成因主要有以下几个方面:
1.材料原因:冷镦钢的化学成分、组织结构、锻造工艺等都会影响其机械性能和开裂
倾向。

如果材料本身存在某些瑕疵,如夹杂、裂纹等,则会导致开裂。

2.工艺原因:冷镦钢的加工过程中,如果工艺参数控制不当,如温度、压力、速度等
不合适,也会导致材料的应力集中或变形不均匀,从而使材料发生开裂。

3.金属疲劳:长期受到循环载荷作用,会使材料的应力不断积累,当应力达到一定程
度时就会导致开裂。

对于冷镦钢开裂的问题,可以采取以下措施进行质量改进:
1.材料选择:选用质量稳定、杂质含量低、齐整的冷镦钢作为原材料,从而减少开裂
的发生。

3. 疲劳寿命管理:对于经常受到循环载荷作用的零部件,需要采取必要的疲劳寿命
管理措施,如合理的使用寿命预测和更换周期,定期检查和维护等,从而减少机械产品的
开裂情况。

总之,对于冷镦钢开裂问题,需要从材料、工艺和使用方面进行全方位的分析和控制,从而不断提高冷镦钢的质量和生产效率。

10B21冷镦开裂原因分析

10B21冷镦开裂原因分析

10B21冷镦开裂原因分析摘要含硼冷镦钢10B21在拉拔后打制螺栓的加工过程中多次出现螺栓头部裂纹,为分析造成冷镦开裂的主要诱因,对开裂螺栓试样进行宏观观察、表面缺陷、金相组织、扫描电镜及能谱检测分析。

结果表明:螺栓开裂的主要原因是由于炼钢卷渣所致。

关键词 10B21,含硼冷墩钢,开裂0前言冷镦钢是在常规温度下可以利用金属塑性,使用冷加工工艺制造螺栓、螺母、螺丝、销钉等冷镦成型的机械零配件,一般为低、中碳碳素钢和合金结构钢,工序生产过程中,材料形变速度较快,变形量能超出60%以上且分布不均匀,故要求该类线材具有良好的形变能力[1-2]。

10B21含硼冷镦钢作为经典的冷镦钢牌号,主要应用制作8.8级及以上的紧固件材料。

下游某公司选用的马钢生产的10B21冷镦钢制造8.8级内六角螺栓紧固件,在工序生产过程中存在螺栓头部开裂的现象。

10B21冷镦钢的加工工艺为:热轧盘条→去除氧化铁皮→磷化→拉拔→冷镦成型-搓丝-发黑处理。

本文对开裂原因进行讨论,通过宏观形貌、扫描电镜、金相检验和显微硬度分析,找出产生开裂的原因,并提出改善措施。

1生产工艺马钢10B21冷镦钢生产工艺流程:铁水预处理→转炉冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→高线加热炉→高线轧制→线材精整→包装、入库→供货下游生产商。

2检测过程及结果2.1 力学性能及冷镦检测该批次盘条生产样抗拉强度检测数据及冷顶镦性能检测见下表1所示,从生产检测数据分析,盘条性能符合产品要求。

表1 该批次冷镦性能及力学性能检测情况Rm/MPa A/%Z/%冷顶锻检测情况52535691/3冷镦合格52836.5671/3冷镦合格2.2 宏观形貌目测螺栓样品情况,开裂主要集中的头部位置,具体见图1。

图1 螺栓样宏观图2.3 金相检测将取回的精丝进行切割,制成金相样品,经粗磨→细磨→抛光,在金相显微镜下对横截面进行查看,试样表面有数个小凹坑,最深约0.017mm,近表层0.072mm有夹杂缺陷。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是一种非常普遍的质量问题,经常在加工和使用过程中出现,给生产和使用带来了很大的困扰。

对冷镦钢开裂的成因进行深入分析,找出根本原因,通过质量改进措施,提高冷镦钢的质量,对于解决这一问题具有非常重要的意义。

一、冷镦钢开裂的原因1.1 金相组织不均匀冷镦钢在生产加工过程中,如果金相组织不均匀,会导致在冷镦加工过程中,内部应力集中,容易发生裂缝。

特别是在碳化深层不均匀或者套料不均匀等情况下,更容易导致冷镦钢开裂。

1.2 机械加工过程不当冷镦钢在机械加工过程中,如果加工参数设置不合理,如切屑不及时清理、切削速度过快或者刀具磨损严重等情况下,都会导致冷镦钢表面出现裂痕,并最终开裂。

1.3 材料质量不达标冷镦钢的质量问题也可能源自于材料的自身质量不达标。

如果采购到的冷镦钢材料含有太多的夹杂物、气泡或者夹杂物等,都会导致在冷镦加工过程中开裂的风险。

1.4 制程缺陷在冷镦钢的生产制程中,如果存在缺陷,比如温度控制不当、冷却速度过快、退火不均匀等情况下,都会导致冷镦钢表面或内部出现裂纹,最终导致开裂。

1.5 贮存条件不当对于冷镦钢来说,即使其质量本身较好,如果在贮存过程中受到了湿气或者氧化等情况下,都会导致表面产生锈蚀,进而导致冷镦钢在使用过程中开裂。

以上就是冷镦钢开裂的主要原因,通过对这些原因的深入分析,可以发现冷镦钢开裂是一个多方面因素综合作用的结果。

对冷镦钢的质量改进需要综合考虑多个方面的因素。

二、质量改进措施在冷镦钢生产的过程中,应该通过优化工艺流程、控制碳化深度、严格掌握套料的均匀性等手段,来优化冷镦钢的金相组织,确保其均匀性和完整性,降低内部应力集中的风险,从而降低开裂的概率。

2.2 严格控制机械加工参数在采购冷镦钢材料时,应该严格把控材料的质量,采用可靠的供应商,确保材料质量达标,避免过多的夹杂物和气泡等对冷镦钢质量的影响。

2.4 完善生产制程在冷镦钢的生产制程中,应该完善各个环节的工艺流程,确保温度控制的稳定性、冷却速度的均衡性、退火的均匀性等方面,最大限度地降低冷镦钢在生产制程中出现的缺陷和质量问题。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进【摘要】冷镦钢在生产和使用过程中常常出现开裂问题,严重影响产品质量和生产效率。

本文围绕冷镦钢开裂问题展开分析,并提出了相关的成因和改进方案。

通过详细的分析冷镦钢开裂的常见问题和成因,结合提高冷镦钢质量的措施和注意事项,指出了解决冷镦钢开裂问题的方法和提高产品质量的重要性。

通过本文的研究,可以为冷镦钢生产和应用提供参考,帮助生产厂家解决开裂问题,提高产品质量,提升竞争力。

有效地改善生产现状,促进工业发展。

【关键词】冷镦钢、开裂问题、成因分析、质量改进、措施、注意事项、解决方法、产品质量、重要性1. 引言1.1 冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是钢材生产过程中常见的问题,严重影响产品的质量和使用性能。

为了解决这一问题,需要对冷镦钢开裂的常见问题进行分析,并找出导致开裂的具体原因。

针对开裂问题,制定合适的质量改进方案和措施,以提高冷镦钢产品的质量和性能,减少开裂现象的发生。

冷镦钢开裂的常见问题主要包括内应力过大、组织非均匀、工艺控制不当等。

内应力过大会导致钢材在加工过程中产生裂纹;组织非均匀使得材料在受力时难以均匀变形,易发生开裂;工艺控制不当则会导致加工参数不合理,引起开裂问题。

针对冷镦钢开裂的成因分析,需要从原材料的选择、生产工艺、加工工艺等多个方面进行综合考虑。

在质量改进方面,可以通过优化材料配方、改善生产工艺、加强设备维护等方式来降低开裂风险。

加强质量管理,提高员工素质和技能培训,也是提高产品质量的重要举措。

在冷镦钢的生产过程中,需要特别注意加工温度、冷却速度、加工润滑等因素,以确保产品质量稳定。

通过制定合理的生产工艺流程和严格执行操作规程,可以有效减少开裂问题的发生,提高产品的质量和竞争力。

冷镦钢开裂问题需要系统分析其成因,并针对性地制定改进方案和措施,从而提高产品质量,满足市场需求,增强企业竞争力。

2. 正文2.1 冷镦钢开裂的常见问题,时间等等。

冷镦钢开裂是在生产和加工过程中经常遇到的问题,主要表现为钢材表面或内部出现裂纹,并且会影响产品的质量和使用寿命。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进1. 引言1.1 研究背景冷镦钢是制造各种紧固件、弹簧等产品所必不可少的材料,其质量直接影响着产品的使用性能和安全性。

在生产过程中,冷镦钢常常会出现开裂的现象,给生产带来困扰。

造成冷镦钢开裂的原因多种多样,可能是由于工艺参数控制不当、材料性能不达标、设备维护不到位等原因造成的。

针对冷镦钢开裂问题,相关部门和企业一直在进行改进和探索,但仍然存在许多难题有待解决。

我们有必要深入研究冷镦钢开裂的原因,寻找解决之道,提高冷镦钢的质量,确保产品的稳定性和可靠性。

本文旨在对冷镦钢开裂成因进行分析,并提出相应的质量改进措施,为冷镦钢生产提供参考和借鉴,促进冷镦钢产业的健康发展。

1.2 问题提出在冷镦钢生产过程中,开裂问题一直是一个困扰行业的重要质量难题。

冷镦钢开裂不仅影响产品质量,还会造成生产损失和资源浪费。

目前,虽然针对冷镦钢开裂问题进行了一定的研究和探讨,但相关解决方案仍然有待完善。

如何有效解决冷镦钢开裂问题,提高产品质量,提升生产效率,是当前亟待解决的问题。

对于冷镦钢开裂问题,主要表现为裂纹沿轧制方向扩展,严重影响产品的使用性能和寿命。

这个问题的存在往往直接关系到生产工艺、材料性能和设备状态等多个因素。

需要对冷镦钢开裂问题进行深入分析,找出造成开裂的根本原因,以便制定有效的改进措施。

解决冷镦钢开裂问题不仅仅是一项技术问题,更是关乎企业质量管理和经济效益的重要议题。

加强对冷镦钢开裂问题的研究和探讨,对于提高产品质量,降低生产成本,提升企业竞争力具有重要意义。

【内容已完结】.1.3 研究意义冷镦钢在工业生产中被广泛应用,但在生产过程中经常出现开裂现象,造成生产效率低下、质量不稳定等问题。

对冷镦钢开裂成因进行分析及质量改进具有重要的研究意义。

通过深入研究冷镦钢开裂的原因,可以帮助生产企业更好地了解开裂的机理和规律,有针对性地制定改进措施,提高产品质量和生产效率。

改进冷镦钢制造质量还能有效降低生产成本,提高企业竞争力,提升产品在市场的竞争力。

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进

冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦是一种重要的金属加工工艺,广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。

在冷镦过程中,如果出现钢材开裂现象,就会对产品的质量和生产效率造成严重影响。

分析冷镦钢开裂的成因并进行质量改进具有重要的意义。

本文将从冷镦钢的性质、加工工艺和设备方面,对冷镦钢开裂成因进行深入分析,并提出相应的质量改进措施。

一、冷镦钢开裂的成因分析1. 冷镦钢材的性质冷镦钢是一种特殊的金属材料,具有高强度、高韧性和高硬度的特点。

在冷镦过程中,由于受到外力和温度变化的影响,冷镦钢容易出现开裂现象。

冷变形和组织性能是导致开裂的主要原因之一。

冷变形会引起冷镦钢的内应力变化,如果内应力无法得到释放,就会导致钢材发生裂纹。

2. 加工工艺冷镦钢的加工工艺对开裂现象也有着重要影响。

在冷镦过程中,如果加工参数不合理或者操作不当,就会引起钢材的不均匀变形,从而导致开裂。

冷镦设备的质量和性能也会影响到冷镦钢的开裂情况。

3. 设备因素二、质量改进措施为了减少冷镦钢的开裂现象,可以优化冷镦钢的组织性能,以提高其耐冲击性和韧性。

具体操作方式包括采用适当的退火工艺和合理的工艺参数,以减少冷镦钢的内应力,从而降低开裂风险。

2. 合理调整冷镦工艺参数在冷镦钢的加工过程中,需要合理调整加工参数,避免过大的冷变形和不均匀的应力分布。

要注意加工过程中的润滑和冷却,以保证冷镦钢的表面质量和加工稳定性。

3. 加强冷镦设备的维护和管理冷镦设备的正常运转对冷镦钢的质量具有十分重要的作用。

为了降低冷镦钢的开裂风险,需要加强冷镦设备的维护和管理工作,确保设备的性能和稳定性。

4. 加强人员培训和操作规范在冷镦钢的加工过程中,操作人员的素质和操作规范也对产品的质量有着直接影响。

需要加强人员的培训,提高其操作技能和工艺素养,以减少操作不当对产品质量的影响。

冷镦不良和各对策

冷镦不良和各对策

切断
冷锻不良和对策
切断
1 线材 滑移 2 线材外径不均匀
问题点 原因 对策
进料短 短移送 切断长度不均匀
切断变形
1 长度与直径的比例太小 2 切断模与刀具的间隙太大 3 切断模与刀具的内经太大 4 错误的进料提示 5 进料提示太硬 6 线材矫直机调整不当 损坏的剪刀 切断产品的废屑 碎屑 磨损
1 不正确的切断模与刀具的间隙 直径 2 刀具与套方向偏离 3 不锋利或不正确的切削刀 4 弯曲的线材
问题点 原因 对策
模具破损
冷锻不良和对策
主模破损
模具破损(长度方向)
1 过盈配合不足 2 插入内部模具外径太小 模具破损(横向的) 1 过盈配合太多 2 插入内部模具外径太大 过早的模具破损 1 一个模具在角落里 2 密闭的模具内进入润滑油 3 不正确的过盈配合 4 传输错误 5 模具设计不行(模具分割) 6 封闭式膨胀锻造过 7 模具与后面支架不当 8 错误加工比 9 模具材料太软或太硬
膨胀
冷锻不良和对策
膨胀
同心度控制 冲头尖部断裂
1 2 3 4 5 6 7 8 9 一次加工品偏心 最终冲头偏心 膨胀锻时进料太长(滑动冲头使用) 膨胀量太大 还要加冲头 转送满载 少许膨胀锻嵌入圆环 冲头夹具过于宽松 被圈闭的油
问题点 原因 对策
10 夹子移动控制不行
不一致填充或高度 1 2 滑动模具的滑动性不行 被圈闭的油
前方压出
冷锻不良和对策
前方压出
压出不充分
1 压出部分太长 2 不充分放空 3 ko pin和中间 ko pin 的太紧 4 加工速度太慢 5 线材表面 模具润滑 模具抛光 不行 6 面积减少率太高 弯曲压出 1 模具偏心 (开放压出)
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理化检验 - 物理分册
杨卓青等 :一种新的钝化线形式
出了一种新的钝化 线形 式 ———J = 2 K ( 0. 5εF ) n · Δa ,该方程与材料的实测钝化线吻合较好 。
参考文献 :
[ 1 ] Begley J A , Landes J D. The J2Integral as a Fract ure Criterion[ A ] . Fract ure To ughness Proceeding of t he 1971 National Sympo sium o n Fract ure Mechanics , Part Ⅱ[ C ] . U SA : ASTM STP 514 , 1972. 1 - 20.
near cracks
图 5 线材表面平行裂纹形貌 Fig. 5 Parallel cracks appearance o n wire surface
图 3 线材表面单道线缺陷形貌 Fig. 3 Single liner defect s appearance o n wire surface
理化检验 - 物理分册
曾强国 :低碳钢高速线材的表面缺陷及冷镦开裂原因分析
样品
图2 图4 图6 图7 图8 图 10
Fe 29. 7 61. 8 92. 5 37. 6 11. 7 82. 0
表 1 各样品能谱微区成分分析结果
Tab. 1 Chemical compo sitio n of EDS micro2zone analyzing of each sample
关键词 : 低碳钢 ; 线材 ; 冷镦 ; 开裂
中图分类号 : T G356. 4 文献标识码 : A 文章编号 : 100124012 (2005) 0220069203
ANAL YSIS O F SU R FACE D EF EC TS AND COLD2H EAD IN G CRAC KS O F L O W CA RBON S T EEL H IGH SP EED WIR ES
ZENG Qiang2guo
(Quality Supervisio n Depart ment of Anyang Iro n & Steel Group , Co . L td. , Anyang 455004 , China)
Abstract : In t his paper , typical surface defect s of low carbo n steel high speed wires fo r cold2heading have been examined by using SEM and EDS. Co mparing t he defect s of semi2p roduct during rolling , wit h cold2heading
图 9 冷镦开裂的标准件 1 × Fig. 9 Break part s after cold2heading
图 10 冷镦开裂裂纹微观形貌 Fig. 10 Micro2appearance of cold2heading cracking
面与中间料有类似缺陷 ,见图 8 。其中白色夹杂物 的微区成分见表 1 。可以认为其与中间料的缺陷有 密切联系 。 2. 3 冷镦产品的缺陷分析
(2) 表面单道长裂纹 裂纹沿线材纵向分布 , 有的裂纹长达 30mm 以上 ,见图 3 。现场认为是轧
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理化检验 - 物理分册
曾强国 :低碳钢高速线材的表面缺陷及冷镦开裂原因分析
图 1 线材表面裂纹簇形貌 Fig. 1 Cracks cluster appearance o n wire surface
[ 4 ] 刘永明. 焊缝热影响区断裂性能试验研究 [J ] . 力学季 刊 , 2002 ,23 (2) :157 - 163.
[ 5 ] To sal L . Comparison of t he Static and Dynamic Frac2 t ure Behavio ur of an A E2460 St ruct ural Steel [J ] . En2 gineering Fract ure Mechanics , 2000 ,66 :537 - 549.
cracks on part s , it was found t hat slag was included into steel during tapping and continuous casting and p roduced surface cracks o n wire p roduct s , which lead to cold2heading cracks.
高速线材在制作标准件时的开裂形貌 ,见图 9 。 对于没有完全贯穿的裂纹 ,在显微镜下可以看到由 外向里的裂纹扩展情形 ,裂纹尖端可见少量夹杂物 , 裂口处已成空缝见图 10 。夹杂物成分见表 1 ,杂质 元素基本上同中间料和成品材相符 ,属连铸过程中 保护渣卷入所造成 。
3 分析与讨论
通过上述对高速线材产品酸洗后表面缺陷的微 观分析 ,主要典型缺陷为表面细小裂纹簇 、单道长条 裂纹 、平行裂纹和划伤等 。其中表面微裂纹簇在宏 观上观察往往被认为是点缺陷 ,而且可见非金属夹 杂物 ;而从显微分析来看 ,其为含有夹杂的许多小裂 纹 。从成分上分析 ,主要是硅 、钙等元素 。这是在炼 钢过程中钢液没有得到净化 ,造成连铸坯生产过程 中较大夹杂物上浮被坯壳截获 ,形成皮下夹杂[2] 。 在轧制前的加热过程中 ,铸坯表层被氧化及其表层 下的夹杂物逐渐裸露 。在随后的轧制过程中 ,这种
制折叠 ,但在显微镜下观察 ,缺陷内部存在大量的混 合型复合夹杂或夹渣 ,见图 4 ,其微区成分见表 1 。
(3) 平行裂纹 线材表面另一类较典型的缺 陷 ,宏观上呈现纵向平行 、间距约 1~2mm 的两条 或两条以上的黑线 ,见图 5 。内有异物呈断续分布 , 能谱成分分析结果为单一的硅酸盐脆性夹杂物 ,它 的存在往往也导致冷镦标准件细小开裂 。
[ 8 ] 陈 篪 ,姚 蘅. 论 J 积分和裂纹顶端张开位移间的关系 [ A ] . 金属断裂研究文集 [ C ] . 北京 :冶金工业出版社 , 1978. 64 - 76.
[ 9 ] Gregory P , Gibson. Some Observatio n on J2R Curves [ D ] . U SA : ASTM STP 856. 1985. 166 - 182.
线材取样酸洗后 ,对其中具有典型特征的缺陷用扫 描电子显微镜观察[1] ,并进行微区能谱成分分析 。 通过观察 ,缺陷大致有以下几类 :
(1) 表面细小裂纹簇 宏观下 ,在线材长度方 向上裂纹呈簇状分散分布 ;在显微镜下呈分离的细 裂纹 (见图 1) ,且裂纹附近有白色片状硅质为主的 复合夹杂 (见图 2) 。微区能谱半定量分析结果 (质 量分数 ,下同) 见表 1 ,其中所含氯元素主要由于酸 洗液中盐酸引起 ,不予考虑 。
(4) 表面划伤 图 6 是典型的划伤形貌 ,划伤方 向沿轧制方向 ,缺陷较直 ,其深度浅且底部圆滑 ,缺陷
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图 6 线材表面通长划伤形貌 Fig. 6 Scratch appearance o n wire surface
内较洁净 ,有极少数夹杂物。成分 (质量分数) 见表 1 。从成分上看 ,该类钢种成分基本上是正常的 。 2. 2 轧制中间料表面缺陷和成品缺陷的对照分析
图 4 线材表面单道线缺陷内夹杂形貌 Fig. 4 Inclusions appearance in single liner surface defect s
图 2 裂纹附近少量片状白色夹杂形貌 Fig. 2 Little lamellate white inclusio n appearance
[ 6 ] 江志业. 16MnR 钢焊缝及热影响区断裂性能的研究 [J ] . 压力容器 , 1995 ,12 (6) :464 - 468.
[ 7 ] Landes J D , Begley J A. Recent Develop ment s in J IC Testing [ A ] . Develop ment s in Fract ure Mechanics Test Met hods Standardizatio n [ C ] . U SA : ASTM STP , 632. 1977. 57 - 81.
由于冷镦成型时变形量一般在 70 %以上 ,产品 很容易产生裂纹 ,因而对用材的选择和质量都有严 格要求 。不仅要求钢材具有较高的强度和塑性指 标 ,而且还要求其具有精确的尺寸和良好的表面质 量 。安阳钢铁集团公司的高速线材机组自投产以 来 ,先后多次试制了 Q195L 钢和 C7D 钢等系列冷 镦用盘条 。该类钢种的碳含量低塑性好 ,但在加工
为了确定成品材料上的缺陷来源 ,对连铸坯轧 制成材过程中的中间道次即精轧前的中间料进行了 取样分析 。酸洗后的中间料表面在显微镜下观察 , 在其横截面上可见裂纹底部存在大量异物 ,个别地 方已经脱落 ,见图 7 。成分见表 1 ,其中含有钾 、钠等 元素 ,这是连铸过程中卷入的保护渣 。
对该炉次的成品材进行取样 ,酸洗后发现其表
Na 19. 6 8. 31 1. 85
Ti 5. 66 -
%
Zn 3. 98 -
图 7 中间料裂纹的横截面形貌 Fig. 7 Carcks apperanace on cro ss sectio n wit h
intermediat material
图 8 成品表面含异物的线缺陷形貌 Fig. 8 Liner inclusio n apperanace o n surface of p roduct
收稿日期 :2003204222 作者简介 :曾强国 (1970 - ) ,男 ,高级工程师 ,硕士 。
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