辊子校直断裂原因分析

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摘 要：某锻造厂生产的辊子产品，锻造后发现轴线方向尺寸弯曲超标，在校直过程中辊子横断，导致产品报废。辊子断裂方式为过应力脆断，材料试验分析结果表明，化学成份碳含量超标，锻件斑点状偏析超级。综合分析认为，系辊子材料本身存在缺陷，降低材料综合性能，导致校直过程中断裂。

关键词：校直；过应力脆断；碳含量超标；斑点状偏析

1.引言

太原某锻压公司生产的锻件辊子，主要生产工序为钢锭锻件锻后处理检验（合格品入库，不合格品返修或报废）。编号为2012103A-2的辊子经检验发现轴线方向弯曲角度过大，属可返修锻件。在对其校直处理时，辊子横断，导致产品报废。

2.试验分析

2.1 宏观试验分析

辊子在位于变截面处横断，断口清洁、无油污。断裂为起源于圆周上一点，呈放射状或人字纹状快速横向脆断。锻件酸浸结果为：一般疏松2.5级，中心疏松1.0级，区域偏析1.0级，斑点状偏析2.5级。断口为：结晶状。试验结果表明，锻件斑点状偏析超级，不合格，断口属正常断口。

2.2 化学成分分析

，结果表明碳含量超标，属不合格。

2.3 微观试验分析

辊子锻件，纯净度按GB/T 10561-2005评定，A类硫化物>3.0e，严重超级，组织为铁素体+珠光体，属鍛后组织

3.讨论与分析

3.1 辊子化学成分碳含量超标，不符合45材质要求。锻件纯净度A类硫化物超级。不合格。硫化物超级形成原因系冶炼脱硫工艺过程不佳，或过高的锻件利用率，使锻件位于钢锭头/尾等区域，均有可能导致类似夹杂超级缺陷。斑点状偏析超级不合格，一般认为是由于钢锭结晶条件不良，钢液在结晶过程中冷却较慢产生成份偏析所致。辊子微观组织为铁素体+珠光体，属锻后组织。

3.2综合分析认为，辊子斑点状偏析超级，A类硫化物夹杂超级均严重破坏金属基体连续性，碳含量超标对材料脆性有增大作用，加之变截面处易产生应力集中，在校直过程中，一旦锻造应力超过材料在该温度下的破断极限，则迅速断裂。

4.结论

4.1 辊子化学成分不合格，碳含量超标。

4.2 辊子锻件纯净度不合格，斑点状偏析超级不合格。

4.3 辊子锻件组织属锻后组织。

4.4 辊子横断为校直过程中产生过应力所致。过应力主要系材料本身存在缺陷，降低材料综合性能所致。（作者单位：太原重工理化检定中心）

参考文献

[1] 大型铸锻件行业协会，大型铸锻件缺陷分析图谱编委会.大型铸锻件缺陷分析图谱[M].机械工业出版社.

[2] 张 栋，钟培道，陆春虎，雷祖圣.失效分析[M].国防工业出版社

[3] 李炯辉，林德成.金属材料金相谱[M].机械工业出版社.