铸钢件断口和金相

415448 · 发表于 2013-5-7 18:44:54

一件铸钢件断裂，从断口分析可以判定是萘状断口（宏观图片），晶粒非常粗大，达3mm左右，取样做100X和400X金相组织检查，有大量魏氏体存在，请同行们对图片作出评价。

我心飞翔eric · 发表于 2013-5-7 20:10:16

材质和热处理状态呢？

MYG · 发表于 2013-5-7 21:34:26

请分析一下氮和铝的含量是否高了--------------------------------

415448 · 发表于 2013-5-7 22:40:10

材料相当于30铬锰钼，900淬火220回火。硬度50hrc，请教myg:
1.为啥检查氮和铝？
2.上记我的判定正确嘛？
3.还有什么原因导致晶粒粗大？

wl04012125 · 发表于 2013-5-8 08:37:33

根本就没有消除残余铸态组织，晶粒较大，淬火前正一次火

415448 · 发表于 2013-5-9 20:00:40

我们用100ml H2O+4g苦味酸+2滴洗发膏再次腐蚀（70℃腐蚀50sec），详见下记图片：

可以看到明显的铸态树枝晶残留，该铸件的工艺流程是铸造→淬火，我们推定：
·粗大晶粒+魏氏体导致零件冲击值急剧下降，是断裂的原因；
·在铸态的组织特征是粗大晶粒+魏氏体，但后期的热处理可以细化晶粒，消除魏氏体；
·厂家热处理不良（推断是未充分奥氏体化）是产生不良金相组织的原因。
有一点比较奇怪，我们想用金相法看晶粒度，怎么晶界腐蚀不出来呢？希望有人解答！

415448 · 发表于 2013-5-9 20:06:43

回答MYG：
检查铝和氮的目的是本质细晶粒钢都用铝作为脱氧剂，它和氮的化合物强烈阻止晶粒的长大
我们检查铝的含量是0.06%，N目前没有检查手段。
谢谢MYG，技术有时就是一层窗户纸，需要点拨一下的！

MYG · 发表于 2013-5-9 22:27:57

别人仅根据少量资料，是无法得出结论的。
铸钢业作金相分析的，应了解氮化铝与冰糖状断口的关系，这是铸钢件特有的缺陷。
转：
第二次世界大战初期，发现有的铸钢件在调质（淬火加回火）后脆断，断口为石状或冰糖状。由于其后果是灾难性的，立即成为研究的课题。起初还以为是"氢脆"，到1947年才确认此种缺陷的主要原因是氮化铝析出。AlN可以溶于钢液，在铸钢件凝固的后期，在较低的温度下沿晶界析出呈网状，致使铸件脆断。由于铝的脱氧效果好，铸钢厂为确保铸件不出气孔，随意多加的事是十分常见的。同时，电弧炉炼的钢含氮量较高，一般为100ppm左右，如脱碳沸腾作业不佳，还会高于此值。在钢中残留铝量高、含氮量高的情况下，铸件就易于发生石状断口脆断。我国的铸钢厂中，这种情况也并不鲜见。因此，严格控制加铝量的上限，是十分必要的。
⊕本文来自: www.2mould.com 详细出处参考：http://www.2mould.com/News_show/2007/11/12/22924.html

415448 · 发表于 2013-5-25 11:00:01

现在调查还在继续，该铸件硬度要求477HB以上，实际513HB，检测常温和低温冲击值分别是15J和13J。

superggp · 发表于 2013-5-27 13:46:55

MYG 发表于 2013-5-9 22:27
别人仅根据少量资料，是无法得出结论的。
铸钢业作金相分析的，应了解氮化铝与冰糖状断口的关系，这是铸钢 ...

谢谢讲解。看来ALN要好好控制才好。不然会对铸件使用性能造成很大影响。

yqs03 · 发表于 2013-8-16 14:24:45

不知道楼主最后确定该断口产生的原因了没，希望能交流下，谢谢！我们最近出现的一件失效部品的断口和这很像

钢铁医生 · 发表于 2013-8-29 14:52:38

415448 发表于 2013-5-9 20:00
我们用100ml H2O+4g苦味酸+2滴洗发膏再次腐蚀（70℃腐蚀50sec），详见下记图片：

可以看到明显的铸态树枝 ...

400X是不是腐蚀太深了太暗了。看不清除

zyglf117526 · 发表于 2013-8-30 20:00:58

415448 发表于 2013-5-9 20:06
回答MYG：
检查铝和氮的目的是本质细晶粒钢都用铝作为脱氧剂，它和氮的化合物强烈阻止晶粒的长大
我们检查 ...

又学到一个很重要的知识

chenjunyy · 发表于 2013-8-31 21:16:38

铝和氮只是一个方面，根据图片判断：高温时间长了！有可能浇注温度偏高了！

415448 · 发表于 2013-10-5 10:56:06

尽管生产厂家不同意，但是我们通过试验不同的浇铸温度和铝含量，证明合适的铝含量是生产合格铸钢件的主要因素，浇铸温度是次要因素，当铝含量≥0.10%，会导致Ak值严重下降，形成机理在卡特皮勒的一份内部文献有详细介绍。
感谢各位同仁的关注！

xbbdll · 发表于 2013-10-8 10:45:10

萘状断口的特征是晶粒粗大及过热，图1是石墨钢的断口，1.4%C、1.4%si，但我在用硝酸酒精腐蚀之后，金相上除看到碳化物呈网状外，并没有晶粒粗大一些特征，有什么方法可以让他显示出萘状的特征吗？

求学者 · 发表于 2017-8-15 14:50:20

本帖最后由求学者于 2017-8-15 14:53 编辑

你好，这种断口是铝超标的可能性大，铝超过0.08%差不多就是这样的断口。降低铝含量就解决了。

从金相照片看没有魏氏组织，白色的网状是偏析区域，合金铸钢结晶都是这样。偏析不可避免，只是偏析不能太严重，就是你腐蚀后黑白悬殊如果太大（白的很亮，深色的很黑）就没有多大问题。

zhenzhen_214 · 发表于 2017-9-6 08:21:21

我们也遇到同样的情况，铸件总是气孔，怀疑脱氧不良，于是在浇注温度合适的前提下加大终铝脱氧的量，最后和你的一样，强度500以上的钢都存在这个问题，最后把残铝规定至0.2-0.4，问题解决。过低的残铝确实也可以反推脱氧问题，所以根据设备工艺情况要找一个平衡点。

西渡高速钢 · 发表于 2017-9-11 23:58:18

铸件开裂的促发因素多多，论坛里的朋友也只能涉及开裂因素的“冰山一角”。

仅从你上传的断口，判定确实是这里凝固速度相对较小，枝晶非常粗壮。

判断断裂原因，找出解决措施，还需结合铸件形状、浇铸系统等宏观因素优先着手，然后，在轮到材料的成分、以及逐渐成型后的热处理手段等等。否则，容易导致“盲人摸象”的囧景。

青菜头 · 发表于 2017-9-12 09:24:42

谢谢分享已下载文字图片

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