由轴承钢修磨炸裂联想到的
• 棒线材轧机控轧控冷的必要性 • —不仅仅是为了KBGCr15 !
GCr15 5.5 非控轧
GCr15 5.5 控轧
四，高速工具钢的校直脆断
高速工具钢的校直脆断
• 1992年2月起，M2高速钢出现批量校直
脆断：
• 当期杂质元素含量偏高； • 对应表面严重脱碳； • 脱碳区域内有晶界网状析出相。
马氏体合金钢轧后处理
• 可以解释： • 为什么有时快速冷却不开裂； • 为什么有时很好的缓冷还会开裂； • 工具厂的热处理问题。
不理想的控制冷却方式：
理想的控制冷却方式：
棒线材马氏体不锈钢的在线处理
• 思路： • 轧后过早的入罐或入坑并不好。 • 高温区快冷； • 600C以下缓慢冷却。
60Si2Mn 22mm
高速工具钢的校直脆断
• 分析： • 杂质元素含量偏高增加脆性； • 寒冷天气增加脆性； • 表层晶界析出相增加脆性。
高速工具钢的校直脆断
• 关于表层晶界析出相：
• 脱碳层内晶界析出炭化物？ • W,Mo,Cr,V合金元素的行为； • M2高速钢相图中析出相。
b s


T2
T0 T1
• 生产25mm棒材，合格； • 生产12mm线材，废品。
棒线材各钢种出现上述的同样问题 • 经济损失几百万元； • 技术中心没有一份总结或论文； • 没有保留金相照片； • 没有保留试料。
三，轴承钢坯的修磨炸裂问题
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 棒线材投产时，初轧150方坯空冷； • 为解决白点和钢坯脆断，98年起钢坯保温； • 2001年4月，为解决缓冷能力不足，试验空冷； • 试验刚开始，即出现1600吨钢坯修磨炸裂。
合金钢相变与轧制冶金缺陷
2010年01月
合金钢相变与轧制冶金缺陷
• 合金钢与普碳钢最大的差别是包含着复
杂的相变；
• 合金钢的化学成分决定了其相的组成； • 合金钢的相变对其形变过程产生重要影
响；
• 合金钢的相变过程是可以影响和控制的。
% T
%
%2 %1
T1 t1
t2 T2
T
合金钢相变与轧制冶金缺陷
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 金相组织异常，晶界出现网状炭化物析出；
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 750轧机终轧温度过高，1000---1100C； • 750轧机轧制转速变化，90转/分—120转/分； • 750轧机主电机更换，2月10日生产。
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 控制终轧温度，问题彻底解决： • • 轧制过程待温； • 适当加强水冷； • 降低轧机转速。
棒线材轧制高合金钢的芯部过 热问题
• 棒线材可以轧制高速钢； • 棒线材首次试轧高速钢顺利通过； • 金相检验发现全部黑芯，为芯部过热组
织。
棒线材轧制高速钢的芯部过热问题
• 钢材芯部存在着化学成分偏析； • 钢材芯部温度过高； • 二者迭加效果造成芯部组织过热； • 通过控制轧制温度问题得到解决； • 其它钢种也会出现类似问题。
T1 t1
t2 T2
T
过去高合工钢初轧开坯工艺
1160-1180C T
820C
t
高速钢初轧开坯工艺的制订
1160-1180C
T
1120-1140C
820C
2hr
2hr 1hr
t
高速钢的铸态组织与形变
• 高速钢的铸态组织转变行为可以借鉴：
•
合金工具钢
•
模具钢
•
马氏体类不锈钢
•
耐热轴承钢
二，棒线材轧制高合金钢的芯 部过热问题
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T
五，马氏体类合金钢的轧后控制
马氏体合金钢轧后处理
• 一般概念：
• 马氏体类合金钢应缓慢冷却，以减少马
氏体相变应力；
• 马氏体类钢轧后保温温度愈高愈好； • 产生了红装退火工艺。
M2 高速钢
马氏体合金钢轧后处理
• 轧后高温区缓冷会有晶界网状炭化物析
出；
• 再降温发生马氏体相变； • 晶界炭化物析出使晶界弱化； • 马氏体相变产生大的相变应力。
• 单相奥氏体钢，塑性好； • 单相铁素体钢，塑性好； • 双相钢，二相比例影响塑性； • 高碳高合金钢，析出相影响塑性 • （高速钢，高温合金）。
一，高速钢的铸态组织与形变
高速钢的铸态组织与形变
M2C
M6C+MC
W2C(Mo2C)
Fe3W3C(Fe3Mo3C)+MC
%
%2 %1
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 恢复保温工艺，有明显改善，但没有彻底解决；
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 分析：
• 思路：大的质量波动，必然对应着大的工艺变
动；
• 表面上看，是初轧保温工艺发生了变化；
• 但是：1，恢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保温工艺后，效果不好；
•
2，98年以前，钢坯空冷没有出现类似
-
问题;
•
3，其它钢种同期没有出现类似的问题。
60Si2Mn 22mm
D407 150mm
D407 150mm
结语
• 合金钢热加工全过程伴随着相变；
• 高合金钢加热工艺的制定要考虑相变； • 轧制过程温度过高芯部相变会导致轧废； • 终轧温度过高会影响钢材的后步加工和性能—控制
GCr15 120mm
GCr15 120mm
GCr15 70mm
由轴承钢修磨炸裂联想到的
• 轧制生产可以产生表面裂纹
由轴承钢修磨炸裂联想到的
• 棒线材轧机投产初期：
• 弹簧钢，轴承钢头部脆断； • 轴承钢的拉拔裂纹。
由轴承钢修磨炸裂联想到的
• 轴承钢控轧控冷是大钢工程技术人
员长久的梦：
• 轴承钢管 • 轴承钢中型材 • 棒线材
棒线材其它钢种出现的同样问题
• 6Cr13Mo； • 9Cr18； • 5Cr21Mn9Ni4N。
9Cr18, 5.5mm,过热
9Cr18, 5.5mm,正常
其它轧机也可能出现同样问题
• 750轧机； • 650轧机； • 中型材1#轧机； • 中型材3#轧机。
A2, 150mm
对A2钢过热150mm钢坯的处置
轴承钢坯的修磨炸裂问题
• 终轧工艺控制与保温工艺的关系：
• 炭化物呈网状析出的钢坯处于低塑性状态； • 较大的热应力使其脆性增加； • 如果150mm钢坯不修磨，问题不会出现； • 终轧温度受环境温度影响很大。
由轴承钢修磨炸裂联想到的：
• 其它钢种也可能出现修磨炸裂 • 马氏体钢都经退火处理，弹簧钢？ • 750轧机生产的120方坯也可能有网状析出； • 120方坯个别难于修磨的表面裂纹可能是类似的原因? • 中型材酸洗检查表面裂纹有些也可能是同样原因?