42CrMo鋼鍛件的白點研究

42CrMo鋼屬于合金結構鋼中的鉻鉬鋼，由于具有良好的綜合力學性能、較高淬透性和熱加工工藝好的優點，主要用于制造強度要求較高或調質斷面較大的鍛件，如機車牽引用的大齒輪、增壓器傳動齒輪，后軸、彈簧、發動機氣缸等。但實踐證明，42CrMo鋼很容易產生白點，白點的存在嚴重破壞鋼的力學性能，導致大鍛件的塑性降低，熱處理淬火時容易導致鍛件開裂，在使用中極易發生脆性斷裂。

    42CrMo鋼的生產工藝路線為：EAF電爐冶煉→LF精煉→澆注→入坑緩冷→脫模→加熱→鍛壓→正火+調質處理。

   42CrMo鋼具體的工藝過程為：

   1）鋼錠脫模后沒有進行去應力退火；

   2）鍛造前加熱；

   3）鍛造過程：壓下量20%左右，直接拔長至Φ580mm×6000mm；

   4）鍛造結束直接進行正火+調質處理（水淬、空冷）。

    為確定造成42CrMo鋼芯棒在使用過程中發生脆性斷裂的真正原因，在芯棒斷面切片，對典型的缺陷部位取樣分析。在低倍酸浸后，肉眼觀察發現，距試樣表面一定距離處或近中心部分分布的鋸齒狀的細長裂紋呈放射狀的同心圓或不規則形狀，低倍酸浸檢驗結果為典型的白點裂紋缺陷。

    白點的生成是中碳合金結構鋼固有的缺陷，尤其是Cr、Mo鋼經常在大截面的鋼坯或鍛件中出現，說明42CrMo鋼確實是白點敏感鋼。芯棒鍛造屬于軸類鍛件的拔長，表層處于難變形區和小變形區，表面以下一定深度到中心范圍內是大變形區。鍛造過程中由于工件的翻轉，表層在難變形區和小變形區之間交換，而表層一定深度到心部范圍內一直處于大變形區，由于變形不均勻，截面中間部分受兩向壓應力，兩側邊緣部分受軸向拉應力和厚度方向壓應力。可以明顯看出大變形區域引起裂紋集中，H在裂紋處聚集，同時因為殘余應力的誘導擴散，氫壓增大到等于金屬原子鍵結合力，原子鍵斷裂，導致裂紋的長大，形成白點。

  通過對42CrMo鋼白點缺陷的分析，總結了對其控制和修復的方法：

（1）降低煉鋼過程中H含量的措施：     1）提高出鋼終點C含量，杜絕過氧化操作；     2）增加攪拌強度，提高真空下氬氣流量；     3）提高設備能力，增大真空設備的抽氣能力。

（2）從工藝方面采用降低白點敏感性的鍛造壓實方法，例如盡量在高溫鍛造和縮短鍛件心部到表面的距離，增大H的擴散速度和鍛件的相對面積，使H容易從鍛件內部析出，降低鋼的白點生成可能性。

（3）必須嚴格控制原材料的質量，使夾雜物的含量大幅度降低，根據H含量及鍛后鍛件橫截面的大小確定合理的熱處理工藝，消除冷卻時產生的溫度應力和變形不均勻引起的殘余應力。