42CrMo表面裂纹的分析与改进

42CrMo表面裂纹的分析与改进

李培锐

关键词：42CrMo；表面裂纹；工艺流程；原因；对策及成果

引言：42CrMo棒材在制作的过程中，其使用的轧制坯料主要有150毫米乘以150毫米的方形坯以及300毫米乘以430毫米的矩形坯两种，但是在实际的生产过程中，φ110mm至φ130mm之间规格的42CrMo棒材所使用的坯料一般为矩形坯。目前，这种规格的棒材在生产的过程中，其表面上很容易产生很多的裂纹，这就严重影响了棒材的质量，因此必须要解决其表面产生裂纹的问题，进而提升棒材的整体质量。本人结合自身多年的工作经验，主要对于42CrMo棒材表面出现裂纹的原因进行研究分析，并且提出相应的解决措施，希望能够提升棒材的整体质量，使其表面减少裂纹的出现。

一、42CrMo棒材生产的工艺流程

对于φ110mm至φ130mm之间规格的42CrMo棒材生产的工艺流程主要分为：首先进行转炉的工作，大概140吨左右；然后是进行钢包炉阶段；再到VD；其次是矩形坯连铸的时期，矩形坯的规格是300毫米乘以430毫米左右；然后是进行800轧机、精轧、以及缓冷阶段；待其冷却之后，对于棒材进行修磨、矫直、导棱以及探伤的流程；最后就是把棒材进行包装放入库房的阶段。

二、42CrMo棒材表面出现缝痕的原因

（一）棒材产生裂纹的根源研究

分析42CrMo棒材表面出现裂纹的原因，需要对其棒材进行收取样本进行试验，棒材的规格是φ125mm，使用的方法是金相分析以及电镜分析。首先是检验棒材的晶粒度以及脱碳层和金相等，在不同的温度下，其数据值也不一样。然后对其中的裂纹进行金相分析，并且用电镜进行扫描，最后可以看到裂痕周围有氧化物的存在，并且有脱碳行为。由此可以看出棒材存在裂缝的原因是由于表面的缺陷所产生的。

（二）炼制钢材的工艺研究

能够引起棒材的铸坯产生裂纹的原因有很多，例如，精炼以及连铸的工艺在操作的过程中不符合规范，从而导致其中气体的含量增加、非金属当中掺杂杂物、产生保护渣、以及在二次冷却中不均匀等情况，这些都会造成棒材的表面产生裂纹。

1、对于钢材精炼工艺的简析

首先要对于钢材的精炼工艺进行大概的分析。对于棒材表面产生裂纹的炉次进行记录，并且对于其的生产过程进行排查工作，确保整个精炼工艺的操作是按照规范操作的。这样就可以排除掉由于精炼工艺的操作过程不合理而导致的铸坯表面产生裂缝的一种原因。进而可以得到结论，铸坯表面产生裂纹的原因应该是由于其自身的而导致的。

2、对于钢材连铸工艺的简析

对于剩下的坯料进行取样检查，并且使用低倍镜进行查看，可以看到铸坯的表面上存在着纵向的裂纹以及星状的裂纹。而能够影响到铸坯表面上出现纵向裂纹的原因主要有七点：第一，由于洁净器倒锥度的因素影响；第二，结晶器、以及弯曲段等的准确对弧；第三，机器产生的保护渣的性能影响；第四，对于侵入式的水口，其对中、出口的倾斜角度以及插入深度的影响；第五，在浇铸过程中的温度以及拉胚的速度影响；第六，对于结晶器液面的稳定程度；第七，对于钢当中所存在的化学物质的把控程度。另外对于星状裂纹，其是在晶体之间发生裂纹，所形成的星状是网状或者是星星的星状，其主要是当铜在渗透铸坯表面的晶体层时，其中存在硫化物的晶体、或者是BN等晶界的沉淀，从而使晶界的强度降低，导致晶界变脆，进而使其表面形成裂纹。

三、解决棒材出现裂纹的对策以及成果

（一）改进棒材出现裂纹的方法

42CrMo钢材在实施连铸工艺的时候，能够影响棒材表面出现裂纹的因素主要设备精度、以及浇筑工艺参数这两种，所以在解决棒材出现裂纹的对策时，也需要从这两方面入手进行改进。本人在江阴圆方机械制造有限公司的技术部工作，所需要负责的职责就是机械的设计改造，因此在进行改造时首先要对整个连铸机的详细情况进行仔细的检查，检查的内容主要在四个方面：第一，检查机器内部结晶器铜板，并且对其进行测量工作，检查其接缝、平整度以及表面受损的情况是否正常；第二，对于结晶器的弯曲程度、以及扇形段等测量其之间的空隙以及接弧的状况等，保证测量结构正常；第三，对于机器的振动台进行检测，确保其测量结果正常；第四，是检查机器喷嘴发生堵塞的情况记录。只有这几种检测数据正常，才能够保证在生产棒材时，不会由于机器设备自身的原因导致棒材出现裂缝。

在确保由于设备自身的原因能够影响帮才出现裂缝的原因进行调整，保证测量结果正常，就可以在操作的工艺上采取对策，主要体现在六个方面：第一，在二次冷却水的弯曲段，减小冷却水的流量，大概减少原基础上的百分之十左右，对于其他区域不做更改；第二，将机器中结晶器的电搅参考数据进行更改，把200安培修改成400安培；第三，一般在使用钢水浇铸中间时的温度是1507摄氏度至1517摄氏度之间，在这个标准下，拉速向下调整每分钟0.05米，按照每分钟0.7米、范围大概在每分钟0.7米到0.75米左右之间把控；第四，要确保保护渣的干燥程度，在开始浇铸之前要检查设备的精度，确保其符合标准规范；第五，把其中的化学成分进行改正以及把控，成品[AL]s的把控范围大概在0.01%至0.02%之间，[C]降低到0.01%，而[Cr]降低至0.02%，而[Mo]需要降到0.02%左右；第六，在上线结晶器时，一定要检查铜板的表面以及倒锥度，符合标准之后才能够上线。只有这样每一个环节都进行改正，才能够保证棒材表面的裂纹减少。

（二）改进方法实施之后的成果

使用这种改进方式，对于棒材制作工艺的流程把控非常严格，使其能够按照标准规范进行操作，轧制的过程也比较顺利，对于棒材的尺寸以及表面的质量和光滑度把控也非常好，棒材的性能比较符合标准。但是也存在极少数的表面出现裂纹的状况，但是并没有因为存在裂纹而导致棒材不能使用的状况发生。因此这种改进的方式还是比较有效果的，但是在今后还需要不断的进行创新和改革，这样才能够完善技术，提升技术的整体水平。

四、结束语

总之，42CrMo棒材的表面出现裂纹的原因有很多，如，原材料的表面就存在裂纹、以及连铸工艺的参数制定不合理等情况，因此必须要合理的解决这些问题，严谨的把控连铸机的精度，并且把二次冷却的强度降低，提升了结晶器的搅拌强度，以及合理的把控材质中存在的化学成分等，只有这样从多方面注意以及改革，才能使整体的技术水平提升，从而使棒材在生产过程中操作规范，保证其表面不再产生裂纹，进而提升棒材的整体质量。

参考文献

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