JiangxiMetallurgyVol.39,No.5Oct.2019文章编号院1006-2777渊2019冤05-0047-04
引文格式院罗贻正袁陈修明袁石敏袁等.ML08Al冷镦开裂原因分析[J].江西冶金袁2019袁39(5)院47-50.
ML08Al冷镦开裂原因分析
罗贻正,
渊方大特钢科技股份有限公司袁南昌330012冤
陈修明,石敏,祝小冬
摘要院冷镦钢ML08Al加工零件时的失效方式多种多样袁较为常见的失效模式为零件开裂.零
件冷镦开裂可能与加工有关袁也可能与原材料有关袁从生产实践看主要原因多为划伤所致.文中经分析找到了某型皮带螺母的开裂原因袁并提出应对措施袁有效避免了开裂情况的发生.关键词院冷镦钢曰开裂曰分析曰措施中图分类号院TF089
文献标志码院B
AnanalysisofcrackinginthecoldheadingsteelML08Al
LUOYizheng,CHENXiuming,SHIMin,ZHUXiaodong
渊FangdaSpecialSteelTechnologyCo.,Ltd.,Nanchang330012,China冤
mostcommononeisthepartscracking,whichmayberelatedtoprocessingortherawmaterials.Fromanutisfoundthroughanalysis,andthecountermeasuresareputforward,whichavoidcrackingeffectively.Keyword:coldheadingsteel;cracking;analysis;measures
Abstract:TherearemanykindsoffailuremodesofML08Alcoldheadingsteelwhenmachiningparts,andthe
productiveperspective,scratchisthemajorcause.Inthispaper,thecrackingreasonofacertaintypeofbelt
0引言
分后期加工量小等优点袁通常使用时不需要热处理.题是冷镦开裂[3]袁表面质量问题是产生冷镦钢开裂的主要原因袁约占总体开裂的80%耀85%[4].这是由其加工特点决定的袁通常零件变形量大袁形状较为复杂袁所以对原材料表面质量要求非常高.冷镦开裂的原因是多种多样袁有原料本身的原因也有用户加工的原因.某用户反映在使用本厂准16mm规格的ML08Al盘条加工带法兰的皮带螺母时出现开裂现象袁产品缺陷见图1.
用户在使用冷镦钢的过程中最常见的质量问
ML08Al盘条属于GB/T6478要2015中的非热处理型低碳铝镇静冷镦钢袁由于该钢种碳尧硅含量极低袁塑性非常高袁因此袁具有非常优异的冷镦性能.可以不需要退火直接进行1/3以上的冷镦成型[1袁2].它是生产
4.8级以下标准件及各类复杂外形非标零件渊大规格ML08Al一般作为加工扬声器T铁的原料1冤的主要钢
种袁具有冷镦性能稳定袁成型尺寸精度高袁材料利用充
图1
收稿日期院2019-08-29
缺陷产品宏观形貌渊不同角度冤
作者简介院罗贻正渊1977-冤袁男袁硕士袁金属材料工程师袁主要从事材料失效分析及新品开发工作袁E-mail院luo_yz@aliyun.com.
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江西冶金2019年10月
到尾冤裂纹形貌袁裂纹沿零法兰部分延伸到非法兰
1
1.1
检测分析
化学成分检测
取同批次两个缺陷样品做成分分析袁化学成分
部分的端部袁个别零件非法兰部分酸洗后未观察到明显裂纹.1.3
金相组织检测
从缺陷零件中取4个袁见图2有通贯裂纹试样袁分别标示为A尧B尧C尧D袁经磨制尧抛光尧腐蚀后进行高倍观察.
观察图3尧图4显示的高倍金相发现螺母法兰部分的裂纹外侧开口较大袁底部较为圆钝袁符合典
检测如表格1所示袁从化学成分检测的结果来看袁成分符合标准要求.
表1
编号12C
Mn
Si
化学成分/渊质量分数袁%冤
P
S
Cr
Ni
Cu
O
N
0.070.340.040.0190.0050.030.020.040.00690.00210.070.330.050.0110.0030.030.020.050.00530.0015型的划伤后自由镦渊法兰部分成型可以看作自由镦冤条件下形成的缺陷特征曰观察螺母非法兰部分袁除试样D外渊取样位置略靠法兰根部袁此处金属流动困难易呈现原始缺陷形貌冤袁其他3个试样裂纹均呈闭合形貌袁无明显的金属流线袁符合三向压应力下成型特征.1.4
扫描分析
1.2试样酸洗观察
图2渊b冤是5个试样酸洗后的照片袁箭头所示
为裂纹位置渊直径较大的位置为法兰部分袁直径较小的部分为非法兰部分冤袁下面的字母为试样编号.通过将拉拔样和零件样进行酸洗袁观察到拉拔样未见明显缺陷.观察酸洗后的零件样袁部分零件上可见沿着纵向分布的通贯渊整个零件从头
取A尧C试样横截面做扫描电镜分析袁能谱分析夹杂物成分袁A中夹杂物的扫描形貌如图5所示袁其对应的能谱分析结果如表2所示袁C中夹杂物的扫描形貌如图6所示袁其对应的能谱分析结果如表3所示.
渊a冤拉拔样酸洗
图2试样酸洗
渊b冤试样酸洗
试样A
100滋m
试样B
100滋m
试样C
100滋m
试样D
100滋m
图3螺母法兰位置金相组织渊法兰部位用大写字母标示冤
试样A
100滋m
试样B
100滋m
试样C
100滋m
试样D
100滋m
图4螺母非法兰位置金相组织渊非法兰部位用小写字母标示冤
第39卷第5期罗贻正袁等院ML08Al冷镦开裂原因分析
谱图149谱图150滋m
0123满量程964cts光标院0.000
45678
9keV
图5表2
元素重量百分比原子百分比
C0.431.07
O33.3861.71
试样A中夹杂物的扫描结果
试样A中夹杂物能谱分析结果
P4.864.64
S0.610.56
Cl0.470.40
Mn0.730.38
Fe55.8629.58
Zn3.661.66
总量100100
谱图3谱图350滋m
012满量程444cts光标院0.000
3
4
5
6
7
8
9keV
图6表3
元素重量百分比原子百分比
试样B中夹杂物的扫描结果试样B中夹杂物能谱分析结果
O2.508.20
P0.731.23
Fe94.5088.75
Zn2.271.82
总量100100
通过对部分零件样缺陷处进行扫描电镜观察袁可发现非法兰部位存在通贯裂纹渊见图2冤.裂纹存在局部闭合现象袁能谱分析发现裂纹内部存在P尧Zn元素袁母材化学成分见表1袁对比表1耀表3数据袁可知裂纹内的P尧Zn必然为外来的袁母材不会
冶炼工艺院采用80t转炉冶炼袁采用铁水加少量废钢袁终点C控制0.030%耀0.050%袁冶炼时间30min左右袁出钢温度控制在1620~1660益袁精炼时间控制在45耀50min袁保证成分尧温度的均匀袁夹杂物充分上浮去除.连铸中包过热度控制15耀30益袁恒温恒拉速控制袁全程保护浇注袁铸坯出厂.
轧制工艺为院钢坯寅加热渊出钢温度1000益
2工艺调查
所以这也是裂纹中的P尧Zn来源之一曰另外客户使用的润滑剂中含有硬脂酸锌袁这也是裂纹中Zn的另一个可能来源.
出现这样大量的P尧Zn富集.母材加工前经过酸洗要要要磷化袁磷化液主要成分中含有Zn渊H2PO4冤2袁
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左右冤寅除鳞寅粗轧寅中轧寅预精轧寅精轧寅减定径寅吐丝渊吐丝温度830益左右冤寅检验寅包装尧标识等.
3原因分析及结论
国内各大企业针对冷镦钢表面质量问题进行
了研究袁研究指出院铸坯表面的原生缺陷尧轧制工艺设计与调整不当尧轧钢备件调整不当尧轧制温度张力控制不当等都会造成冷镦钢产品表面缺陷[4-7]条常见的表面缺陷包括表面裂纹尧折叠尧划伤尧折皱.盘等袁划伤是由于在轧制过程中由于导卫没有调整好袁失去正确的导向作用或导卫尧吐丝管磨损严重产生毛刺导致轧材划伤袁氧化铁皮在导卫尧水冷箱内水冷导管等部位袁由于与高速通过的轧材产生了相对位移产生划伤[2,8]由此产生的应力集中.现在象材袁料从变而对形过材程料中的就冷会加工发生性能产生不良影响[9]文中的皮带螺母.
为带法兰面的袁通常产品冷
镦渊压包括形成应力周法.围兰如和面果顶时盘面袁条冤受表受到面到3存拉项应在应缺力力陷袁袁而作就内部用袁表会在区面缺域区陷存域处在形成应力集中袁表面区域的拉应力导致开裂[10袁11]物检结果来看袁通过对拉拔样表面观察和酸洗.从
观察袁拉拔材表面未观察到明显缺陷.为进一步确认该缺陷类型袁取4个螺母零件样袁对其缺陷处进行金相组织观察袁在法兰部位冷镦裂纹处并未发现夹杂物存在袁但4个试样的裂纹底部均较为圆钝袁符合划伤缺陷的特征曰非法兰部位的裂纹处袁从其特征看属于原材料表面划伤在拉拔时形成的类似折叠的缺陷袁所有裂纹处组织均未发生变形袁亦未观察到脱碳现象.
Zn从扫描电镜检测结果来看袁裂纹内部存在P尧
来源于元素外袁界结合的污染前面袁的分并不析来自可知于此母两材种本元素身袁主要表明是拉拔前试样就已存在缺陷袁磷化时的磷化液或拉拔时润滑剂进入到原始缺陷里.因此袁推定此缺陷是由于原材料表面存在裂纹所致袁成型过程中法兰部分因表面张力过大形成较为明显的宏观裂纹袁非法兰部分在模具中以三向压应力状态下成型袁形成开口
闭合的裂纹渊酸洗后暴露出来冤袁致零件失效.
4改进措施
盘条生产中的划伤产生原因较为复杂袁主要的
防护措施有院
期检1查冤铸袁保坯证铸异常坯切表割面渣的应干及时净曰
清除袁除鳞装置要定性袁避免轧2冤保证制钢过坯程在中炉因时铸间坯袁以加保热证问钢题坯导致加热的的变均形匀不均匀而与轧件产生异常接触形成划伤曰
情况3和是冤定期对否有导异卫物尧存导留槽袁尧并管及时道进行清理检和查更袁检换查曰对中精度4控制冤对异常料型磨以损免的袁因轧料槽型要异常及时更与轧换件袁以产保生证刮轧蹭制形成划伤处理5袁冤曰
以对免吐毛丝刺管划加强伤盘监条控.
袁对其进口要进行圆角化通过上述改进袁类似问题得到有效控制.参考文献院
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.SWRCH35K钢冷镦开裂分析和工艺
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