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防止钢管表面增碳淬火裂纹及夹渣缺陷研究

发布日期:2016年2月15日

  钢管表层局部存在增碳层,其碳含量远高于正常基体部位,在调质处理过程中极易产生淬火裂纹。增碳淬火裂纹产生的原因是连铸坯表面局部存在增碳层,铸坯表面增碳和夹渣缺陷源于连铸保护渣不适应、结晶器液面异常波动、浇铸工艺不完善等原因造成的保护渣卷渣。选择适当的保护渣、合理的浇铸工艺以及稳定的浇铸条件能有效的解决铸坯表面局部出现的增碳和夹渣缺陷。
  钢管经调质处理后,探伤发现钢管表面存在细裂纹,用硝酸酒精侵蚀后,裂纹所在部位组织和正常基体组织的颜色明显不同,如图1所示,呈现出暗黑色,而正常基体部位呈浅灰色。
  借助光谱仪研究发现,钢管表层暗黑色为增碳造成,表1为表面增碳层和内部基体部位碳含量光谱分析对比,增碳层碳含量在0.36%一0.57%,平均0.45%,内部基体部位碳含量0.26%一0.30%,平均0.28%。因增碳部位碳含量大大高于正常基体部位,在调质处理过程中极易产生淬火裂纹。图2为增碳的淬火裂纹与非增碳淬火裂纹组织形貌。
  有时可以发现增碳层中伴有块状夹杂物,能谱分析其组成为保护渣。增碳淬火裂纹虽然产生于热处理工序,但通过研究发现,钢管表而局部增碳根源于连铸保护渣不适应、结晶器液而异常波动、浇铸工艺不完善等原因造成的铸环表而保护渣卷渣正常情况下,铸坯表面及皮下的成分与内部基体成分基本一致,但在异常情况下,可能会出现铸坯表面局部增碳,主要有以下几种情况:
  1.开浇引起增碳。
  2.铸坯皮下夹渣增碳。
  3.富碳层增碳。
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