Die Weißpunktanalyse von 42CrMo4-Stahlstäben

Der weiße Fleck ist eine Art innerer Bruchfehler von Stahl. Der Längsbruch des Stahls besteht aus runden oder ovalen silberweißen Flecken, während der Querschnitt nach dem Polieren und dem Säurerodieren schlanke Risse aufweist, die manchmal radial verteilt sind, manchmal parallel zur Verformungsrichtung oder unregelmäßig verteilt sind.

42CrMo4 ist eine Art Chrom-Molybdän-Legierungsbaustahl, der gute umfassende mechanische Eigenschaften sowie eine hohe Härtbarkeit und Wärmebehandlungsleistung aufweist. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Schmiedeteilen mit höheren Festigkeitsanforderungen oder größeren angelassenen und angelassenen Abschnitten verwendet, wie z. B. große Zahnräder für den Antrieb von Lokomotiven, Ladergetriebe, Hinterachse, Feder, Motorzylinder usw. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass Cr-Mo 42CrMo4-Stahl leicht zu Defekten wie weißen Flecken führt, die die mechanischen Eigenschaften von Stahl ernsthaft beeinträchtigen, die Plastizität von Schmiedeteilen verringern und bei der Wiedererwärmungsbehandlung leicht zu Rissen, Abschrecken und Sprödbruch führen Schmiedeteile.

 

white spot defect


Der Produktionsprozess des 42CrMo4-Stahlstabs umfasst: EAF-Schmelzen → LF-Raffinieren → Gießen → langsames Abkühlen → Abstreifen → Erhitzen → Schmieden → Normalisieren und Anlassen. Die Wärmebehandlung von 42CrMo4-Stahl ist wie folgt aufgeführt:

  1. Der Block wurde nach dem Entformen nicht spannungsfrei geglüht;

  2. Erhitzen vor dem Schmieden;

  3. Schmiedevorgang: 20% Verkleinerung, Direktwahl auf mm 580 mm x 6000 mm Länge;

  4. Direkt nach dem Schmieden normalisieren und abschrecken (Wasser abschrecken und Luft abkühlen lassen).

  Um die wahre Ursache des Sprödbruchs des 42CrMo4-Stahlstabs während des Gebrauchs zu bestimmen, wurde eine Probenanalyse an der typischen Defektstelle im Abschnitt des Kernstabs durchgeführt. Nach dem Säureauswaschen mit niedriger Leistung wurde mit bloßem Auge festgestellt, dass die gezackten, schlanken Risse, die in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche der Probe oder in der Nähe des Zentrums verteilt waren, radial konzentrische Kreise oder unregelmäßige Formen waren, die typische Weißpunktrissfehler waren.

longitudinal cracks

Der Weißpunkt ist der inhärente Defekt von Baustählen aus mittleren Kohlenstofflegierungen, insbesondere bei Knüppeln oder Schmiedeteilen aus Cr- und Mo-Stahl mit großen Querschnitten, was darauf hinweist, dass 42CrMo4-Stahl in der Tat weißpunktempfindlicher Stahl ist. Als Dornschmiedeverfahren kann die Ziehlänge von Wellenschmiedestücken bezeichnet werden. Die Oberflächenschicht befindet sich in der Zone der harten Verformung und der Zone der kleinen Verformung, und die Tiefe unter der Oberfläche zur Mitte ist die Zone der großen Verformung. Beim Schmieden wird die Oberflächenschicht zwischen kleinen Bereichen ausgetauscht, die sich aufgrund des Wendes des Werkstücks nur schwer verformen und leicht verformen lassen, während sich die Oberflächenschicht ab einer bestimmten Tiefe der Oberfläche immer in einem großen Verformungsbereich befindet der Kern. Durch die ungleichmäßige Verformung wird der mittlere Teil des Abschnitts zwei Druckspannungen ausgesetzt, und die beiden Seitenkanten werden einer axialen Zugspannung und einer Druckspannung in Dickenrichtung ausgesetzt. Es ist deutlich zu sehen, dass der große Verformungsbereich eine Risskonzentration verursacht und sich H am Riss ansammelt. In der Zwischenzeit steigt der Wasserstoffdruck aufgrund der induzierten Diffusion von Restspannung auf die Bindungskraft von Metallatomen an, und Atombindungen brechen, was zum Wachstum von Rissen und zur Bildung von weißen Flecken führt.

 

Durch die Analyse des Weißpunktfehlers von 42CrMo4-Stahl fassen wir die Kontroll- und Reparaturmethoden zusammen:

(1) Maßnahmen zur Verringerung des H-Gehalts im Stahlherstellungsprozess:

  • Erhöhen Sie den Gehalt an Endpunkt C und verhindern Sie die Peroxidation.

  • Erhöhen Sie die Rührintensität und erhöhen Sie den Argonfluss unter Vakuum.

  • l Erhöhen Sie die Pumpleistung von Vakuumgeräten.

(2) Schmiede- und Verdichtungsverfahren, die die Empfindlichkeit des Weißpunkts verringern können, werden technologisch angewendet. Versuchen Sie beispielsweise, Hochtemperaturschmieden zu verwenden und den Abstand vom Kern zur Oberfläche der Schmiedeteile zu verkürzen. Erhöhen Sie die Diffusionsrate von H und die relative Fläche der Schmiedeteile, damit H leicht aus der Innenseite der Schmiedeteile ausfällt und die Möglichkeit der Bildung von Stahlweißpunkten verringern.

(3) Kontrollieren Sie streng die Qualität der Rohstoffe, um den Gehalt an Einschlüssen stark zu reduzieren. Entsprechend dem H-Gehalt und der Größe des Querschnitts der Schmiedeteile nach dem Schmieden wird ein angemessener Wärmebehandlungsprozess festgelegt, um die Restspannung zu beseitigen, die durch die Temperaturspannung und die ungleichmäßige Verformung während des Abkühlens verursacht wird.