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    鋼中白點的形成原因及檢測預防

    日期:2018-06-18 00:11   責任編輯:秩名
      



     

    白點的檢測、形成原因與預防

    白點是鋼材的低倍缺陷。由于白點特征的多樣性,單憑低倍檢驗還難以給出非常準確的定性判定。要給出準確的判定必須結合低倍酸浸、宏觀斷口、超聲波探傷、化學成分、或微觀金相等的綜合分析。白點的存在嚴重破壞鋼材或結構件的機械性能,破壞鋼材的連續性,使鋼材易于脆斷,對鋼材的危害性極大。白點是不允許存在的低倍缺陷,生產中我們要采取有力的措施加以預防。

     

    1、白點的檢驗

    低倍酸浸檢驗按國標GB226-1991檢驗方法進行酸浸后,肉眼觀察,白點的特征為距試樣表面一定距離處或近中心部位分布的鋸齒形細長裂紋,呈放射狀的同心圓或不規則形狀。

     

    宏觀斷口檢驗在低倍檢驗的基礎上,在裂紋處,進行縱向斷口檢驗,斷口上多呈圓形或橢圓形的銀白色斑點。斑點內的組織為顆粒狀,有的呈鴨嘴形裂口,白點的尺寸變化大,多分布在偏析區內。

     

    光譜分析在前兩項檢驗的基礎上,于裂紋處制取光譜試樣(直徑5mm),進行光譜分析,在裂紋處激發,然后與標樣對比分析,測定氫含量,一般鋼材要求氫小于4ppm,但因白點是在由高溫向低溫冷卻的過程中形成的,在這個過程中,氫已經得到一定程度的釋放,此時可在低倍酸浸試樣未出現裂紋處取一光譜試樣進行對比分析,可以看出氫含量的差異。

     

    顯微金相分析在裂紋處取一金相樣,按國標GB13289-1991制取試樣,拋光后于顯微鏡下觀察,白點具有的微觀特點為穿晶分布,因其是在高溫冷卻過程中的低溫下形成,熱應力大,故形成鋸齒形的特征,并且在裂紋附近無氧化脫碳的現象出現,也會發現裂紋的出現與鋼中的夾雜物無任何直接關聯。

     

    超聲波探傷分析白點的缺陷波形與其它缺陷的波形有較大的差異,白點的缺陷波形最大特征是尖銳、底波少。

     

    2、白點的形成原因

    白點是由于鋼中氫含量過多和內應力共同作用造成的。鋼從奧氏體→面心立方→體心立方冷卻轉變的過程中,體心立方較面心立方溶解更少量的氫,有實驗證明:從1650℃冷卻至409℃時,氫含量下降至原有的1/80,所以,氫在低溫時能造成大的壓力。

     

    材質的影響相同的含氫量,不同材質卻有著不同表現,有些材質對白點敏感,就很容易出現白點,而有些就不易出現。對白點敏感的合金鋼有鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼、錳鉬鋼、鉻錳鋼、鉻錳鉬鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻鎳鎢鋼等,所以,這些合金鋼在冶煉過程中,更應注意減少氫的含量。

     

    分布區域隨鋼溫的降低,氫在鋼中溶解度減小,當冷速加快時,柱狀晶內的氫來不及擴散至大氣中,聚積在鋼的顯微孔隙中并結合成分子態,更使其擴散困難,形成巨大的局部壓力,達到鋼的破斷強度以上,從而使鋼產生內部斷裂,即我們說的白點。因而,白點多分布于柱狀晶及以內區域。

     

    應力由于樹枝狀組織的晶軸與晶枝間因成分不均勻性,不同的組織轉變產物引起組織應力,變形應力與熱應力也起一定作用,同時有人提出應力引起白點不能解釋碳化物與萊氏體鋼對白點的不敏感性??梢?,白點不是應力單獨作用的結果。

    溫度白點形成的溫度區間為250℃~100℃之間,而氫擴散系數最大區間為650℃~300℃,故在300℃以下來不及擴散的氫就存在于鋼中而引起應力,從而為形成白點創造了必要的條件。

     

    3、為防止白點的產生應采取的措施

    白點是由于鋼中的氫從固溶體中析出而引起的內應力作用的結果,如能在鍛軋后進行緩冷,可以避免白點的出現,但應肯定氫是形成白點的主要因素。防止白點的產生應采取的措施如下:

    1) 冶煉操作時做到高溫氧化,沸騰良好,嚴格控制脫氧量,確保去氫和減少夾雜。

    2) 原材料必須干燥或烘烤紅熱,使用少銹優質的廢鋼,保證澆注系統干燥。

    3) 條件允許的情況下,采用爐外精煉或真空處理。

    4) 對熱加工后的鋼材進行緩冷,退火處理,有條件的進行鍛后防白點等溫退火處理。

     

    4、結語

    對白點的定性判定常常是檢驗工作者較為棘手的工作,但掌握了以上的檢驗基礎,就可以正確地對白點進行判定,從而對鋼材或工件的質量做出準確的評價。

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