1Cr13钢锻裂原因分析
板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施
板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施一、引言板坯边部纵裂纹是钢铁生产过程中常见的缺陷之一，其产生原因复杂，需要采取多种措施加以解决。
本文将从产生原因和解决措施两个方面进行详细阐述。
二、板坯边部纵裂纹产生原因1. 温度不均匀钢铁生产过程中，板坯温度不均匀是造成板坯边部纵裂纹的主要原因之一。
在连铸过程中，板坯表面受到水冷却的影响，而内部温度却没有得到及时的调节和平衡，导致板坯表面收缩速度快于内部收缩速度，从而形成了较大的应力差异。
2. 冷却方式不当在连铸过程中，冷却方式对于板坯边部纵裂纹的产生也有着重要的影响。
如果冷却速度过快或者冷却时间不足，则会导致板坯表面形成硬质组织而内部还未完全凝固，从而引起应力集中和较大的应力差异。
3. 连铸机结构问题连铸机的结构问题也会对板坯边部纵裂纹的产生造成影响。
例如，如果连铸机的结构不合理或者设备老旧，就可能导致板坯内部温度不均匀或者冷却方式不当，从而引起板坯边部纵裂纹。
三、解决措施1. 调节温度钢铁生产过程中，调节温度是减少板坯边部纵裂纹的有效措施之一。
可以通过加强温度监测和调节系统来实现。
例如，在连铸过程中可以采用先进的热流体模拟技术来预测板坯内部温度分布情况，并及时调整冷却水量和喷淋位置等参数，以保证板坯内外温度平衡。
2. 改进冷却方式改进冷却方式也是减少板坯边部纵裂纹的有效措施之一。
可以通过增加喷淋头数量、改变喷淋角度、增加喷淋水量等方式来改善连铸过程中的冷却效果，并保证板坯表面和内部同时达到凝固要求。
3. 优化连铸机结构优化连铸机结构也是减少板坯边部纵裂纹的有效措施之一。
可以通过升级设备、改进结构、增加监测仪器等方式来提高连铸机的生产效率和准确性，从而保证板坯内部温度分布均匀和冷却方式合理。
四、总结综上所述，板坯边部纵裂纹是钢铁生产过程中常见的缺陷之一，其产生原因复杂，需要采取多种措施加以解决。
调节温度、改进冷却方式和优化连铸机结构是减少板坯边部纵裂纹的有效措施。
1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的热处理-退火
不锈钢无缝管316不锈钢管cvb1Cr13、2Cr13、3Cr13可采用完全退火、等温退火或低温退火。
⒈1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的完全退火钢的完全退火的加热温度一般在Ac3以上50～100℃，实际生产中，通常选用850～880℃。
在充分保温后，采用炉冷或最大不超过50℃/h的速度冷却至600℃左右出炉空冷。
通过完全退火，可较好地完成组织转变过程，获得均匀的铁素体和碳化物的平衡态组织。
完全退火可改善钢材锻造、轧制、铸造等加工后可能存在的不良组织，并为以后淬火、回火热处理提供良好的组织保证；可以完全消除各种应力，降低硬度，便于加工。
锻轧态的1Cr13、2Cr13、3Cr13钢经完全退火后，硬度分别不大于150HB，180HB和210HB。
一些对机械性能、耐腐蚀性能要求不高的零部件可以在完全退火状态下使用。
⒉1Cr13、2Cr13、3Cr13钢的等温退火等温退火是把钢加热到奥氏体化温度（一般采用850～880℃），也可以将钢材锻造或铸造后冷却到这一温度区间，充分保温，再冷却到该钢奥氏体转变最快的温度范围（俗称转变曲线的鼻子部分，为700～740℃）充分保温，使奥氏体充分转变后空冷。
等温退火可以起到完全退火的作用，而且比完全退火缩短了占用加热炉的时间，提高了效率。
在工作实践中还发现，这类马氏体不锈钢的等温退火对改善不良的锻造组织，提高淬火、回火后的力学性能，特别是提高冲击韧性有着特殊的作用。
由某锻造厂提供的一批泵轴，具体成分为（质量%）：C，1.10；Si，0.34；Mn，0.36；S，0.01；P，0.028；Cr，11.67；Ni，0.56；Mo，0.30；Cu，0.01。
成分符合该产品泵轴的材料标准。
规定力学性能为：Rm≥690N/mm2；Rp0.2≥550N/mm2，A≥20%，Z≥60%；Akv≥65J。
我们进行几次热处理，Akv平均只能过到46.4～60J，始终达不到65J的标准。
1cr13淬火注意事项
1cr13淬火注意事项
1cr13是一种不锈钢材料，淬火是将其加热到一定温度后迅速冷却，以获得更高的硬度和强度。
下面是1cr13淬火注意事项：
1. 温度控制：淬火温度应该在800°C-900°C之间，过高或过低都会影响效果。
2. 环境气氛：淬火时应保持干燥的环境气氛，避免氧化和污染。
3. 冷却方式：淬火后应立即进行冷却，常用的冷却方式包括水冷、油冷和空气冷却。
选用适合的冷却方式以获得理想的硬度。
4. 淬火中止：淬火过程中应定时检查材料的温度，一旦达到所需硬度，应立即中止淬火。
5. 淬火后处理：淬火后的材料可能会出现裂纹、变形等情况，需要进行后续处理，如回火、退火等。
以上是1cr13淬火注意事项，任何淬火前请仔细了解材料的性质和要求，以确保最终获得理想的材料性能。
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板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施
板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施板坯边部纵裂纹是钢铁生产过程中常见的问题之一，它会影响钢材的质量和使用寿命，因此必须采取措施加以解决。
本文将从产生原因和解决措施两个方面进行探讨。
一、产生原因
1.板坯温度不均匀：板坯温度不均匀是板坯边部纵裂纹产生的主要原因之一。
当板坯表面温度高于内部温度时，板坯边部会出现温度梯度，导致板坯边部产生应力，从而引起纵裂纹。
2.板坯结晶器结构不合理：板坯结晶器结构不合理也是板坯边部纵裂纹产生的原因之一。
结晶器结构不合理会导致板坯边部温度不均匀，从而引起纵裂纹。
3.轧制工艺不合理：轧制工艺不合理也是板坯边部纵裂纹产生的原因之一。
轧制工艺不合理会导致板坯边部应力过大，从而引起纵裂纹。
二、解决措施
1.优化板坯结晶器结构：优化板坯结晶器结构是解决板坯边部纵裂纹的有效措施之一。
合理的结晶器结构可以使板坯温度均匀，从而减少板坯边部应力，降低纵裂纹的发生率。
2.调整轧制工艺：调整轧制工艺也是解决板坯边部纵裂纹的有效措
施之一。
合理的轧制工艺可以使板坯边部应力适当，从而减少纵裂纹的发生率。
3.控制板坯温度：控制板坯温度也是解决板坯边部纵裂纹的有效措施之一。
合理的板坯温度可以使板坯温度均匀，从而减少板坯边部应力，降低纵裂纹的发生率。
板坯边部纵裂纹是钢铁生产过程中常见的问题之一，产生原因主要有板坯温度不均匀、板坯结晶器结构不合理和轧制工艺不合理等。
解决措施主要包括优化板坯结晶器结构、调整轧制工艺和控制板坯温度等。
只有采取有效的措施，才能有效地解决板坯边部纵裂纹问题，提高钢材的质量和使用寿命。
铸造大作业
铸造大作业——砂型铸造缺陷分析院系：材料科学与工程学院专业：金属材料成型加工学号：20110800818姓名：申澎洋材质：1Gr13马氏体生产工艺：水玻璃砂型铸造，使用前进行热处理出现的问题：变形、热裂、冷裂在铸造过程中出现，温裂在清理、热处理过程中出现要求：针对上述问题，提出解决方案。
变形问题：概念：铸件的形状和尺寸在生产过程中发生变化，与图样要求的不一致，这种情况称为铸件的变形。
产生原因：铸件在铸造过程中，由于冷却速度不均匀以及铸型、型芯、浇注系统和冒口等的机械阻碍作用，产生铸造应力。
当应力超过铸件金属的屈服极限时，就会出现变形或挠曲现象。
冷裂问题：概念：当铸件中受到各种应力的和超过铸件的强度极限时，铸件内将出现裂纹，在低温下形成的叫做冷裂纹。
冷裂的特征：外形呈连续的直线或圆滑的曲线，裂纹穿过晶粒而不是沿晶界断裂。
裂纹断口干净，具有金属光泽或呈轻微的氧化色。
解决方案：铸件产生变形和冷裂的共同原因是铸件在冷却过程中由于前述各种原因而产生的铸造应力，当铸造应力超过金属的屈服极限产生塑性变形，就会出现变形或挠曲现象，如铸造应力超过强度极限，即产生冷裂。
因此要防止铸件产生变形和冷裂最根本的方法，还是从防止铸件产生铸造应力入手，或将铸造应力减少至最小程度。
1.铸型方面1)为了使铸件在冷却过程中温度分布均匀，将铸件厚壁部分砂层减薄，或放臵冷铁加速其冷却，以实现同时凝固原则。
2)提高铸型预热温度，减小铸件各部分的温差。
3)提高铸型和型芯的退让性，如控制合适的紧实度、加木屑、焦碳等，采用壳型、树脂砂效果尤其显著。
4)采用细的面砂和涂料，减小铸型表面的摩擦阻力。
2.工艺方面1)反变形措施，在模样上做出与铸件变形量相等，方向相反的预变形量，按该模样生产的铸件，经过冷却变形后，尺寸、形状刚好符合要求。
2)控制铸件打箱时间。
打箱过早，铸件内外温差增大，应力增加，变形加剧。
生产条件允许时尽量晚打箱，铸件在型内冷却温度分布均匀、应力小，减少了变形。
钢材出现断裂的原因分析
钢材出现断裂的原因分析用于各行业的钢材品种达数千种之多。
每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。
虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择，然而这些参数很难适用于所有钢材。
主要原因有：第一，因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素，成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织，从而改变了钢的原有性能；第二，因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷，特别是集中缺陷（如气孔、夹杂等）在轧制时极其敏感，并且在同一化学成分钢的不同炉次之间，甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变，从而影响钢材的质量。
由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散（严防集中缺陷）度，而不是化学成分。
所以，经热处理后韧性会发生很大变化。
要深入探究钢材性能及其断裂原因，还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。
1. 铁素体-珠光体钢断裂铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。
它们通常是含碳量在0.05%～0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。
铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁（铁素体）、0.01%C、可溶合金和Fe3C组成。
在碳含量很低的碳钢中，渗碳体颗粒（碳化物）停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。
但当碳含量高于0.02%时，绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构，而称为珠光体，同时趋向于作为“晶粒”和球结（晶界析出物）分散在铁素体基体中。
含碳量在0.10%～0.20%的低碳钢显微组织中，珠光体含量占10%～25%。
尽管珠光体颗粒很坚硬，但却能非常广泛地分散在铁素体基体上，并且围绕铁素体轻松地变形。
通常，铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。
因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。
因此，珠光体会通过升高d-1/2（d为晶粒平均直径）而间接升高拉伸屈服应力δy。
从断裂分析的观点看，在低碳钢中有两种含碳量范围的钢，其性能令人关注。
一是，含碳量在0.03%以下，碳以珠光体球结的形式存在，对钢的韧性影响较小；二是，含碳量较高时，以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。
建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施
建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施钢结构作为建筑工程中重要的材料之一，广泛应用于不同类型的建筑物中。
然而，在钢结构的生产和施工过程中，焊接裂纹是一个常见的问题，会导致结构的强度和稳定性受到影响，甚至可能引发严重的事故。
因此，了解钢结构焊接裂纹的产生机理，采取防止措施，对于保障钢结构的安全性和可靠性具有重要意义。
钢结构焊接裂纹的产生机理主要有以下几个方面：
1. 材料缺陷：焊接过程中，如果钢材本身就存在缺陷，比如孔洞、气孔、裂纹等，容易在焊接过程中扩大，形成焊接裂纹。
2. 焊接过程中的热应力：钢材在焊接过程中会受到热应力的影响，会产生变形和应力集中的问题。
如果应力集中过于严重，就会导致焊接裂纹的产生。
3. 焊接参数不当：焊接参数的选择不当，比如电流、电压、焊接速度等不合理，容易导致焊接温度不均匀，从而引发焊接裂纹。
为了防止钢结构焊接裂纹的产生，可以采取以下措施：
1. 选择质量好的材料：在选材的过程中，应选择质量好的钢材，尽可能避免存在缺陷的材料被用于焊接。
2. 确定合理的焊接参数：在焊接过程中，应根据钢材的材质和焊接方式确定合理的焊接参数，保证焊接温度均匀，减少应力集中的问题。
3. 采用预热和后热处理技术：在焊接前进行预热，可以减少焊接过程中的热应力，从而避免焊接裂纹的产生。
在焊接后进行后热处
理，可以降低残余应力，进一步保证结构的稳定性和安全性。
总之，了解钢结构焊接裂纹的产生机理，采取有效的防止措施，对于确保建筑物整体的安全性和可靠性具有重要意义。
钢材 内部裂纹
钢材内部裂纹
钢材的内部裂纹可能是由于多种原因引起的，这些原因可以包括制造过程中的缺陷、应力超载、热处理问题等。
以下是一些可能导致钢材内部裂纹的常见原因：
1．不均匀冷却：在热处理过程中，如果钢材不均匀冷却，可能导致内部应力集中，从而引起裂纹。
2．过快的冷却速度：快速冷却可能导致组织结构的不均匀性，增加内部应力，从而引发裂纹。
3．合金元素含量过高或过低：合金元素的含量不适当可能导致组织结构的异常，从而增加裂纹的风险。
4．不当的退火处理：不适当的退火条件可能导致晶粒的异常长大，使材料更加脆弱，容易发生裂纹。
5．金属中的夹杂物：金属中的夹杂物可能成为裂纹的起始点，特别是当夹杂物与金属基体的性质有较大差异时。
6．应力腐蚀裂纹：长时间暴露在有害环境中，结合应力的作用，可能引发应力腐蚀裂纹。
7．过度的机械加载：长时间或过度的机械加载可能导致应力积累，引起裂纹。
要解决钢材内部裂纹的问题，通常需要在制造和处理过程中采取适当的
措施，例如精确控制冷却速度、合理设计合金配比、优化退火工艺等。
同时，对于使用过程中的应力情况也需要注意，以防止过度的机械加载或应力腐蚀裂纹的发生。
钢板表面微裂纹的原因分析与改进措施
安阳钢铁集团有限责任公司（全文简称安钢）二炼轧厂是新建的一个集脱硫、炼钢、精炼、连铸、轧钢、精整于一体的现代化炼钢、轧钢厂，其中宽板坯连铸机于２００５年８月２９日正式投产并一次热试成功。
该连铸机配备了大量先进技术和成熟工艺，包括结晶器液面自动控制、漏钢预报、动态轻压下、质量在线判定、动态凝固模型等，是目前国际上最先进的现代化板坯连铸机之一。
连铸机主要技术参数：铸坯规格为１５０ｍｍ×（１６００～３２５０）ｍｍ，铸机类型为直弧形，铸坯导向为０～８段，弧形半径为６．６７ｍ，铸机长度为１８．６８７ｍ，拉速范围为０．８～２．０ｍ／ｍｉｎ。
连铸机生产的钢种：碳素结构钢、低合金钢、船板钢、锅炉钢、压力容器钢、汽车大梁钢、桥梁钢、管线钢等八大钢种１钢板表面微裂纹产生的原因表面微裂纹形成于铸坯表面，形状细小，常常隐藏在氧化铁皮下，肉眼无法观察到，轧制后在钢板表面显现出来，严重影响轧钢成材率。
为查明钢板表面微裂纹产生的原因，二炼轧厂进行了大量的工作，包括电镜扫描、酸浸检验和数据跟踪分析等。
钢板表面的微裂纹形态各异，分布位置也不尽相同。
经过跟踪调查和分析，发现钢板表面微裂纹主要分为三类：表面纵裂纹、表面横裂纹、表面龟裂纹。
１．１表面纵裂纹钢板表面纵裂纹位于钢板中间部位，一般长度在１￣１０ｃｍ之间，而有的甚至更短、更细（如发丝），见图１。
在钢板裂纹处取样进行电镜扫描，发现在裂纹底部存在Ｋ，Ｎａ等元素，见图２。
表面纵裂纹产生原因较为复杂，一般发源于结晶器。
主要是由于初生坯壳厚度不均匀，在坯壳薄弱处应力集中。
当该应力超过坯壳的抗拉强度时，在坯壳表面形成裂纹。
二炼轧厂生产的钢板产生裂纹的原因：（１）钢水成分控制不好。
钢种碳含量的变化对表面纵裂纹影响严重，特别是在碳含量进入裂纹敏感区后，出现裂纹的几率更大。
经统计发现：ｗ（Ｃ）在０．０９％￣０．１５％之间的共有４０炉，产生表面纵裂纹的炉次共有７炉，占总炉数的１７．５％；ｗ（Ｃ）大于０．１５％的共有１９２８炉，产生表面纵裂纹的炉次为４１炉，占总炉数的２．１３％。
锻造裂纹产生的原因及解决方法
锻造裂纹产⽣的原因及解决⽅法裂纹是锻压⽣产中常见的主要缺陷之⼀，通常是先形成微观裂纹，再扩展成宏观裂纹。
锻造⼯艺过程（包括加热和冷却）中裂纹的产⽣与受⼒情况、变形⾦属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。
锻造⼯艺过程中除了⼯具给予⼯件的作⽤⼒之外，还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应⼒、由温度不均匀引起的热应⼒和由组织转变不同时进⾏⽽产⽣的组织应⼒。
应⼒状态、变形温度和变形速度是裂纹产⽣和扩展的外部条件；⾦属的组织结构是裂纹产⽣和扩展的内部依据。
前者是通过对⾦属组织及对微观机制的影响⽽对裂纹的发⽣和扩展发⽣作⽤的。
全⾯分析裂纹的成因应当综合地进⾏⼒学和组织的分析。
（⼀）形成裂纹的⼒学分析在外⼒作⽤下物体内各点处于⼀定应⼒状态，在不同的⽅位将作⽤不同的正应⼒及切应⼒。
裂纹的形式⼀般有两种：⼀是切断，断裂⾯是平⾏于最⼤切应⼒或最⼤切应变；另⼀种是正断，断裂⾯垂直于最⼤正应⼒或正应变⽅向。
⾄于材料产⽣何种破坏形式，主要取决于应⼒状态，即正应⼒σ与剪应⼒τ之⽐值。
也与材料所能承受的极限变形程度εmax 及γmax有关。
例如，①对于塑性材料的扭转，由于最⼤正应⼒与切应⼒之⽐σ/τ=1是剪断破坏；②对于低塑性材料，由于不能承受⼤的拉应变，扭转时产⽣45°⽅向开裂。
由于断⾯形状突然变化或试件上有尖锐缺⼝，将引起应⼒集中，应⼒的⽐值σ/τ有很⼤变化，例如带缺⼝试件拉伸σ/τ=4，这时多发⽣正断。
下⾯分析不同外⼒引起开裂的情况。
1.由外⼒直接引起的裂纹压⼒加⼯⽣产中，在下列⼀些情况，由外⼒作⽤可能引起裂纹：弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等，现结合⼏个⼯序说明如下。
弯曲件在校正⼯序中（见图3-34）由于⼀侧受拉应⼒常易引起开裂。
例如某⼚锻⾼速钢拉⼑时，⼯具的断⾯是边长相差较⼤的矩形，沿窄边压缩时易产⽣弯曲，当弯曲⽐较严重，随后校正时常常开裂。
镦粗时轴向虽受压应⼒，但与轴线成45°⽅向有最⼤剪应⼒。
锻件常见缺陷裂纹的原因
锻件常见缺陷裂纹的原因锻件常见缺陷裂纹的原因有很多，主要包括以下几个方面：1. 锻造前材料的缺陷：锻造前原材料中可能存在着各种缺陷，如夹杂物、气孔、夹渣等。
这些缺陷会在锻造过程中被拉长、扭曲或剪切，最终导致锻件出现裂纹。
2. 异常冷却方式：锻件在冷却过程中，如果冷却速度过快或不均匀，会导致锻件内部产生应力集中，从而引发裂纹。
尤其是在大尺寸、复杂形状的锻件中，由于其冷却速度不均匀，容易出现内部裂纹。
3. 冷、热变形不均匀：锻造过程中，如果材料的冷、热变形不均匀，会导致锻件内部应力分布不均匀，从而引发裂纹的产生。
尤其是在复杂形状、壁厚不一的锻件中，易出现材料贫化、过冷区和高应力区，容易引发裂纹。
4. 锻造温度过低或过高：锻造温度是影响锻件质量的关键因素之一。
如果温度过低，会导致材料的硬化能力不足，易发生塑性变形困难，从而引发裂纹；而温度过高，则会导致材料的焊接性能下降，也容易引发裂纹。
5. 压力不均匀：锻造过程中，如果锻压力不均匀，会使锻件中的应力分布不均匀，从而容易产生应力集中和裂纹。
尤其是在薄壁锻件中，容易出现锻压力不均匀的问题，导致裂纹的发生。
6. 锻件设计不合理：锻件的设计是影响锻件质量的重要因素之一。
如果锻件的形状、结构设计不合理，容易导致应力集中，从而引发裂纹的产生。
尤其是在复杂形状、尺寸大的锻件中，设计不合理会增加裂纹发生的概率。
7. 热处理不当：热处理是锻件制造过程中的关键环节，如果热处理不当，会导致锻件中的应力不释放或释放不充分，从而引发裂纹。
此外，热处理时的温度、时间等参数也需要合适，否则也可能导致裂纹的产生。
这些都是导致锻件常见缺陷裂纹的主要原因。
为了降低或避免裂纹的产生，需要从原材料选用、工艺控制、设备维护等方面做好控制和管理。
同时，制定合理的锻造工艺和热处理工艺，合理设计锻件形状和结构，对裂纹的产生起到有力的控制和避免作用。
还需要加强工作人员的培训和技能提升，提高他们的专业水平和质量意识，从而减少裂纹缺陷的发生，提高锻件的质量。
钢材断裂基本原因分析大全
钢材断裂基本原因分析大全用于各行业的钢材品种达数千种之多。
每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。
虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择，然而这些参数很难适用于所有钢材。
主要原因有：第一，因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素，成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织，从而改变了钢的原有性能；第二，因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷，特别是集中缺陷（如气孔、夹杂等）在轧制时极其敏感，并且在同一化学成分钢的不同炉次之间，甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变，从而影响钢材的质量。
由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散（严防集中缺陷）度，而不是化学成分。
所以，经热处理后韧性会发生很大变化。
要深入探究钢材性能及其断裂原因，还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。
1. 铁素体-珠光体钢断裂铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。
它们通常是含碳量在0.05%～0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。
铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁（铁素体）、0.01%C、可溶合金和Fe3C 组成。
在碳含量很低的碳钢中，渗碳体颗粒（碳化物）停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。
但当碳含量高于0.02%时，绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构，而称为珠光体，同时趋向于作为“晶粒”和球结（晶界析出物）分散在铁素体基体中。
含碳量在0.10%～0.20%的低碳钢显微组织中，珠光体含量占10%～25%。
尽管珠光体颗粒很坚硬，但却能非常广泛地分散在铁素体基体上，并且围绕铁素体轻松地变形。
通常，铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。
因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。
因此，珠光体会通过升高d-1/2（d为晶粒平均直径）而间接升高拉伸屈服应力δy。
从断裂分析的观点看，在低碳钢中有两种含碳量范围的钢，其性能令人关注。
一是，含碳量在0.03%以下，碳以珠光体球结的形式存在，对钢的韧性影响较小；二是，含碳量较高时，以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。
4Cr13不锈钢模具开裂原因分析及改进措施
Ｖ０ １ ． ２ ３ ． Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ３
４ Ｃ ｒ １ ３不 锈 钢 模 具 开 裂 原 因分 析 及 改 进 措 施
万 文 红
（ 马钢 股份有 限公 司技术 中心 安徽马鞍 山 ２ ４ ３ ｏ ｏ ｏ ）
摘 要 ： 采用化学分析、 金相检验等分析方 法， ￣４ Ｃ ｒ １ ３ 不 锈钢模具在使用中 发生开裂的 原因 进行了 分析。 模具的内 壁离
试样编号
３
７
显微硬度 Ｈ Ｖ ０ ． ２
３ ４ ８ ３ ３ ９ ３ ４ ６ ３ ３ １ ３ ３ ５ ３ ４８ ２１ ０ ２ Ｏ ５ ２ １ ３ ２ ２ ５ ２ ０ ９ ２ １ ０
展， 而形成模具开裂失效。另外 ， 钢中带状碳化物 越严重 ， 分布越不均匀 ， 碳化物的颗粒越粗， 对模具 加工也产生不利影响。
艺路 线不 同 ， 对 影响 ４ Ｃ ｒ １ ３使用 性 能 的金 相 组织 控
模具内径 ４ ０ ａ ｒ ｍ， 壁厚 ５ ｍ ｍ， 模具 的外形及断 裂部位如图 ｌ （ ａ ） 所示 ， 模具 内壁离断裂面不远处 有一 条横裂 纹 ， （ 图１ （ ａ ） 白色箭 头示 处 ） 。裂 纹 的
第２ ３卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ７月
安 徽 冶Leabharlann 金 科 技 职 业 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｖｏ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ
人员。
１ ． ３ ． ２ 金相显微分析
对试样进行了金相显微分析 ， 检验标准 ： Ｇ Ｂ ／
1Cr13环锻件碾扩及热处理工艺的研究
1Cr13钢环锻件热处理工艺的研究胡振奇摘要：1Cr13钢是马氏体型耐热不锈钢，是汽轮机隔板体和隔板外环的常用材料。
由于该钢有高温回火脆性，在实际生产中冲击性能经常不合格和易产生晶粒粗大。
采用完全退火工艺做调质前预备热处理，改善1Cr13钢的冲击性能和晶粒度，提出了此钢种大型环锻件的热处理工艺。
1.引言1Cr13钢是马氏体型耐热不锈钢，是汽轮机隔板体和隔板外环的常用材料。
该钢是含有大量的铬元素，淬透性好，在高温加热后空冷也能淬硬，塑性较差。
实际生产中该材料的大型环锻件的性能，尤其是冲击性能很不稳定，经常导致零件返修甚至报废。
我公司从上世纪九十年代初期投入碾环机设备，对碾环理论累计有较高的基础，针对东方汽轮机厂的汽轮机锻件和核电汽轮机锻件，其锻件规格较大，部分材质运用马氏体耐热不锈钢，其1Cr13钢是汽轮机隔板体常用材料，我公司在2006年对此材料进行大力开发，解决热处理工艺势在必行。
2.1Cr13钢环锻件技术特性（1抗拉强度（Mpa）屈服强度（Mpa）延伸率（%）断面收缩率（%）冲击功（Akv）J硬度（HB）≥620 ≥480 ≥18 ≥50 ≥36 197-255表1 理化性能要求（2）晶粒度要求3级以上。
（3）锻件探伤无表面和心部裂纹，按照标准最大缺陷不超过Φ3，密集缺陷不超过Φ1.6。
3.热处理工艺的确定公司前期进行了大量的试制和不断总结，结合公司的生产设备，开发了适合本公司的热处理生产工艺路线。
3.1热处理工艺如下图1、图2图1图23.2热处理工艺对1Cr13钢环锻件低温冲击的影响3.2.1完全退火工艺对晶粒度的影响完全退火采用870℃保温，保温时间按照2-2.5min/mm，然后炉冷缓慢降温到500℃出炉空冷至室温，充分消除锻造应力，降低应力集中发生开裂，细化晶粒，得到均匀的退火组织，降低组织不均匀使材料的力学性能不稳定，硬度不均。
3.2.2介质水冷对冲击性能的影响介质水是一种新型的淬火介质，无色无味，溶解于水，降低水的低温冷却速度，使锻件淬火过程中高温区冷却速度快于油，低温区慢于水，降低淬火开裂趋势，浓度调整到此类材质的淬火所需浓度。
锻造开裂原因
锻造开裂原因
锻造开裂的原因可能有多种，以下是一些主要原因：
1. 原材料质量问题：原材料中可能存在的毛细裂纹、折叠、非金属夹杂物过多、碳化物偏析、异金属夹杂物、气泡、柱状晶体粗大、轴心晶间裂纹、粗晶环等缺陷，在锻造工序都可能引发锻造裂纹。
2. 锻造工艺不当：在锻造过程中，如果下料、加热、锻压、冷却及清理等环节出现不当操作，也可能导致锻件开裂。
3. 温度控制不当：在加热和冷却过程中，如果温度控制不当，可能导致材料内部应力过大，从而引发开裂。
4. 材料应力集中：如果锻件存在应力集中区域，如尖角、截面突变处，在应力超过材料承受能力时，可能导致开裂。
5. 锻造变形不当：如果变形速度太大，钢的塑性不足以承受形压力而引起的破裂。
6. 淬火裂纹：淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般轻易在工件的尖角、截面突变处形成。
钢材裂纹延伸的原因
钢材裂纹延伸的原因
钢材裂纹延伸的原因可以有以下几点：
1. 材料性能不足：钢材在制造过程中，如合金成分、冷处理工艺等不符合要求，导致材料强度、韧性等性能不佳，容易发生裂纹并延伸。
2. 负荷作用：钢材在使用中受到的负荷作用可能引起应力集中，如果该应力超过了材料的强度极限，就会导致裂纹的发生和延伸。
3. 环境腐蚀：钢材在潮湿、酸碱等腐蚀环境中，会发生腐蚀作用，使钢材表面产生氧化膜、麻点锈等缺陷，进而加速裂纹的生成和扩展。
4. 焊接缺陷：钢材在焊接过程中，如果焊接质量不好，如焊接工艺参数不合理、焊接材料不合适等，容易出现焊接缺陷，这些缺陷会成为裂纹扩展的起点。
5. 材料疲劳：钢材在经历多次负荷循环后，容易出现疲劳损伤，即裂纹从材料表面开始扩展，最终导致材料破裂。
综上所述，钢材裂纹延伸的原因包括材料性能不足、负荷作用、环境腐蚀、焊接缺陷和材料疲劳等。
为了减少裂纹的发生和延伸，需要进行合理的材料选择、加工工艺和使用环境控制，同时进行定期检测和维护。
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施钢结构是现代建筑中常见的结构形式之一，它具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，因此被广泛应用于各类建筑工程中。
然而，在钢结构的制造和施工过程中，焊接裂纹往往成为一个常见的质量问题。
本文将探讨钢结构焊接裂纹的形成原因，并提出相应的防治措施。
一、焊接裂纹的形成原因1.1 材料问题钢材的组织结构和化学成分不合理是导致焊接裂纹的主要原因之一。
当钢材中含有含碳、硫、磷等含量超过规定标准的元素时，焊接时易产生高硬度和脆性物质，从而引发裂纹的形成。
1.2 焊接参数不当焊接过程中，焊接电流、焊接速度、焊接温度等焊接参数的选择不当，都可能导致焊接裂纹的生成。
例如，焊接电流过大会导致材料过热，从而在焊接接头中产生裂纹。
1.3 体积收缩差异钢材在焊接过程中会受到热量的影响而发生热胀冷缩，而焊接接头中的同时发生焊接金属的热收缩和焊接基体的冷缩，而两者之间的体积收缩差异可能引起焊接裂纹的形成。
1.4 焊接应力焊接过程中，焊接热量引入工件，产生应力集中，而大的应力集中可能导致焊接裂纹的生成。
特别是当焊接接头应力集中点的应力超过材料的承载极限时，裂纹便会发生。
二、焊接裂纹的防治措施2.1 材料严格控制在钢结构的制造和施工过程中，应严格控制材料的质量。
选用质量合格、符合要求的钢材，特别是控制其中的碳含量、硫含量、磷含量等关键成分的含量。
2.2 合理选择焊接参数在焊接过程中，应根据具体的钢材和焊接需求，合理选择焊接参数。
通过调整焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数，确保焊接接头的均匀加热，避免产生过度应力。
2.3 预热和后续热处理对于较大尺寸、厚度较大的焊接接头，应进行预热处理。
通过预热可以减少焊接接头的冷缩和应力积聚，从而减少焊接裂纹的产生。
同时，在焊接完成后，可采取适当的后续热处理，通过热处理来消除残余应力。
2.4 控制焊接应力在焊接过程中，应合理控制焊接应力。
可以通过选用合适的焊接顺序、采用适当的焊接顺序交替焊接等方法，来减少焊接接头中的应力集中，降低焊接裂纹的风险。
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1Cr13钢锻裂原因分析
1Cr13主要用于韧性要求较高具有不锈性的受冲击载荷的部件，如叶片、紧固件、阀门、热裂解设备备件等，也可用于常温下耐弱介质腐蚀的一些设备。
某厂经常生产轮盘用1Cr13钢锻件。
锻造过程中经常出现开裂的情况，开裂往往在钢锭拔长阶段就已出现，随着锻造的进行，裂纹迅速扩展。
采取退火后清理及车床加工去除裂纹再重新加热锻造的生产工艺路线，严重影响了产品制造成本和生产周期，裂纹废品时有发生。
为弄清1Cr13钢锻裂原因，从金相组织和生产实际等方面对该钢进行了广泛的研究。
1、化学成分
1Cr13的化学成分如表1：(GB1220-92)
C Si Mn Cr S P
≤0.15≤1.00≤1.0011.5 –13.5 ≤0.035≤0.035
2、铬不锈钢的相图
从金相组织划分，1Cr13钢属于半马氏体钢，在常温下是铁素体和马氏体的混合组织。
从Fe－Cr－C 合金相图分析，在高温下（热加工温度）也存在α相（铁素体）和γ相（奥氏体）组织。
在两相共存区进行热加工时容易出现由于两相的变形率不同，造成应力集中，导致铁素体相晶界断裂。
因此，1Cr13钢由于成分设计的原因，使该钢很容易发生锻造开裂。
3、1Cr13钢高温塑性
从塑性图上看，在1000及1100℃时，断面收缩率下降，而在1200℃则又重新升高。
结合相图分析，1000和1100℃断面收缩率所以降低，是因为在这一温度区域内，组织是由两相组成的。
两相的变形率不同，造成应力集中，导致铁素体相晶界断裂，表现为断面收缩率降低。
高温塑性实验证实1Cr13钢塑性降低是由于两相共存造成的。
4、提高1Cr13钢锻造塑性的途径
已知1Cr13钢锻造塑性的降低主要是由于两相共存造成的，因此从消除两相共存入手行分析。
从图1（Fe-Cr-C相图）分析，有α、γ、δ三个单相区。
定性的分析，很低的C%含量（小于0.08%）高温时（大于1200℃）为δ单相区（高温铁素体）、低温时（小于1000℃）为α单相区（低温铁素体），较高的C%含量（大于0.15）在锻造温度区（1200-900℃）为γ单相区（奥氏体）。
在这三个单相区内，1Cr13应该具有较高的塑性。
考虑到锻造是在持续温降的过程中进行的，以及加热炉对温度的承受能力等因素，认为在δ单相区锻造实际上是不可行的。
而在α单相区锻造因为锻造温度区间窄，低温变形抗力大等原因，使得α单相区锻造困难重重。
因此选择γ单相区锻造是必然的。
但是，标准要求1Cr13钢C%≤0.15,在较低的C%含量下，获得单一的γ相是相当困难的。
只能获得以γ相为主的γ、α两相共存组织。
据资料介绍，两相中铁素体（α相）量在10%-30%范围内最容易锻裂。
而影响两相比例的主要是C、Cr等化学成分。
有人认为，含碳量在0.08%-0.12%之间锻裂的敏感性最大。
为保证热加工性能，冶炼这种钢时必须对碳、铬含量严格地内控。
根据经验，用电炉冶炼、浇注成5.5t的大钢锭，若钢中含碳量<0.11%(特别是在铬量高时)，初锻时往往开裂。
为此，把冶炼含碳量控制在0.12%-0.15%之间，目标成分定为0.13%。
然而，这么窄的控制范围给冶炼操作带来困难。
目前国外的厂家大多采用AOD，VOD等方法冶炼1Cr13钢，含碳量都控制在0.07%以下（实际上是冶炼0Cr13）,问题不太突出。
应该指出，冶炼低碳不锈钢，降碳使铬损增加，增加了冶炼成本。
冶炼中影响[Cr]损失的主要因素是吹氧末的终点碳含量。
随着终点碳含量的降低，[Cr]的损失明显增加。
某项统计表明，1Cr13钢的终点碳控制在0.09%-0.11%时，[Cr]的损失大约为20%-30%。
[Cr]的回收率可稳定在75%-80%，如果终点碳控制在0.06%-0.08%时，[Cr]的损失达50%-65%，个别损失达75%以上。
[Cr]的回收率仅在35%-45%。
5、防止1Cr13钢锻造开裂的措施
在1Cr13钢冶炼化学成分无法改变的情况下，对锻造工艺参数进行合理的控制可以防止锻造开裂。
众所周知，锻造低塑性钢时减小压下量可以有效的防止裂纹的生成。
因此减小1Cr13钢的锻造压下量也能防
止裂纹的出现。
实践证明，采用30-40㎜的压下量大大的减少了裂纹出现的几率。
从图2知道，1Cr13钢在大约1000到1100℃的区间内塑性降低，那么避开低塑性区锻造就可以防止裂纹的出现。
尽可能的提高始锻温度，终锻温度控制在低塑性区出现之前是最理想的情况，可以采用较大的压下量。
温度降低至低塑性区以下时，钢锭的实际温度仍然在900℃以上，可以继续锻造。
如果能准确的判断出低塑性区出现的时间，就可以相应的使用不同的压下量，而且不会导致裂纹。
从生产实际角度来看，终锻温度控制在低塑性到来之前，使锻造温度区间大大缩小，严重影响锻造生产率，因为几乎没有可供锻造的时间。
准确的掌握低塑性区出现的时间，需要细心的观察和丰富的实践经验。
压下量的控制则比较容易。
因此，提高始锻温度，扩大锻造温度区间，使用较小的压下量是可行而又容易操作的锻造方法。
有资料建议，1Cr13钢的加热极限温度为1280℃，终锻温度850℃。
三、结论
综合以上分析，得出1Cr13钢锻造开裂的原因：
1、由于1Cr13成份设计的原因，冶炼出的钢在锻造温度区间内存在两相组织，实际的冶炼成份使两相组织的比例恰好处于塑性降低的范围内。
2、钢中存在两相组织时，由于两相的变形率不同，造成应力集中，而实际的压下量又超过了该钢的允许变形量，造成锻造开裂。
为防止1Cr13钢锻造开裂，可采取的措施有：
1、采用切实可行的冶炼方法，控制碳和铬的含量，C%≤0.07或在0.13-0.15之间有助于改善钢在锻造温度区的两相比例，提高1Cr13的高温塑性。
2、尽可能的提高1Cr13钢的始锻温度，扩大锻造温度区间，针对不同的塑性区，采用适宜的压下量，或采用很小的30-40㎜的压下量，防止锻造裂纹的生成。