1、這支鋼管是朋友委托分析的，沒(méi)說(shuō)明詳細(xì)的工藝過(guò)程。推測(cè)主要加工過(guò)程為：連鑄熱軋圓管坯、熱穿孔、酸洗潤(rùn)滑、冷拔、退火、矯直等。一批鋼管僅有幾支出現(xiàn)外壁局部橫裂，開(kāi)口較大的橫裂呈鋸齒形，橫裂處表面附有銅金屬（圖1）。在橫裂處取縱向金相樣，裂紋大多與拉拔方向呈45度角分布，裂紋內(nèi)有銅金屬及氧化鐵，附近有分布在晶界上黃色的銅金屬（圖2~4），銅金屬僅分布在橫裂處表層。顯微組織為鐵素體+珠光體，有魏氏組織。根據(jù)裂紋形狀、分布及檢驗(yàn)結(jié)果，可以排除管坯及熱穿孔因素，但無(wú)法確定銅金屬的來(lái)源，一批鋼管中僅有幾支出現(xiàn)這種缺陷，應(yīng)是鋼管加工過(guò)程中某種偶然因素引起的。
2、軸承鋼管內(nèi)壁異金屬
GCr15軸承鋼管，主要加工過(guò)程為：連鑄熱軋圓管坯、熱穿孔、球化退火、酸洗潤(rùn)滑、冷拔、退火、矯直等。加工軸承外套圈，車溝道時(shí)發(fā)現(xiàn)異常（圖1）。在缺陷處取縱向金相樣，發(fā)現(xiàn)鋼管基體嵌有異金屬，鋼管基體與異金屬是分離的，該異金屬不受硝酸乙醇溶液侵蝕（圖2），拋光面高倍觀察有凹凸感，用微分干涉觀察，可見(jiàn)粗大的鑄態(tài)枝晶偏析（圖3~4），由此可認(rèn)為異金屬是一種合金元素含量較高的材料。根據(jù)軸承鋼管的加工過(guò)程、異金屬的嵌入程度及異金屬的組織結(jié)構(gòu)，認(rèn)定是熱穿孔時(shí)頂頭碎裂所致。
3、GCr15軸承早期失效
送檢發(fā)生嚴(yán)重剝落的軸承內(nèi)套一件（圖1）、滾子若干（圖2）。
經(jīng)金相檢驗(yàn)，軸承內(nèi)套存在較嚴(yán)重的淬火過(guò)熱組織--馬氏體粗大、碳化物稀疏（圖3），未磨加工處存在較深的脫碳層--板條狀馬氏體（圖4）。滾子未發(fā)現(xiàn)熱處理缺陷。
由此認(rèn)定軸承早期失效與軸承內(nèi)套淬火過(guò)熱有關(guān)。
4、軸承鋼冷拉直條內(nèi)部橫裂
用GCr15連鑄軸承鋼冷拉直條車制水泵軸半成品時(shí)，溝道處發(fā)生斷裂，斷口上有從心部向外的放射形條紋（圖1左），試樣縱剖后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在橫向裂紋（圖1右）。
在縱剖面上作金相檢驗(yàn)，球化組織正常，但心部存在十分嚴(yán)重的碳的正偏析區(qū)（圖2），碳偏析區(qū)內(nèi)有粗大、完整的網(wǎng)狀滲碳體及塊狀滲碳體（圖3）。
由此認(rèn)定：該連鑄軸承鋼的質(zhì)量低劣，心部十分嚴(yán)重的碳偏析是導(dǎo)致冷拉時(shí)內(nèi)部出現(xiàn)橫裂的原因
5、GCr15球化過(guò)熱
經(jīng)球化退火的GCr15直條，在冷拉時(shí)表面出現(xiàn)橫裂并導(dǎo)致斷裂。金相試樣侵蝕后目視可見(jiàn)表面周邊呈深灰色，有粗晶現(xiàn)象（圖1）。顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)試樣表面為粗片狀珠光體層，深約0.50mm，粗片狀珠光體層內(nèi)有冷拉過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋（圖2~3）。粗片狀珠光體層內(nèi)無(wú)“鐵素體增多、碳化物減少”現(xiàn)象（圖2~5）。試樣基體的球化組織為6級(jí)。
試樣存在球化過(guò)熱現(xiàn)象，而表層過(guò)熱尤為嚴(yán)重，因表層粗片狀珠光體的塑韌性差，引起冷拉時(shí)表面橫裂并導(dǎo)致斷裂。
6、碎裂的TiN
在檢驗(yàn)GCr15鋼絲的碳化物不均勻性時(shí)，看到破碎的、呈鏈狀分布的TiN。
7、GCr15魏氏組織及網(wǎng)狀滲碳體
熱鍛1000倍
淬回火200X
熱鍛500X
8、鍛造內(nèi)裂
20CrMnMo鍛件探傷不合格，作高低倍檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)內(nèi)裂。
這兩張照片在同一縱向磨面上拍攝，有嚴(yán)重的鑄態(tài)組織保留現(xiàn)象，內(nèi)部裂紋與變形流線或平行（圖1-50X）、或交錯(cuò)（圖2-50X），由此認(rèn)定鍛造加熱不足或變形不當(dāng)是引起內(nèi)裂的主因
9、鍛造內(nèi)裂
合結(jié)鋼鍛件內(nèi)裂，縱向高倍檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部裂紋處的晶粒和組織有冷作變形現(xiàn)象，由此認(rèn)為鍛造溫度過(guò)低是引起這種內(nèi)裂的原因。
最典型的是左圖中三片疊在一起的鐵素體，這說(shuō)明變形溫度已處于Ar3與Ar1之間（奧氏體+鐵素體的兩相區(qū)）了。
100X
500X
10、20G鋼管/滑移線
在20G鋼管水冷壁彎曲橫向開(kāi)裂處附近看到的滑移現(xiàn)象，那些直的線條就是滑移線。
照片是在鋼管外壁表層拍的，下面的2張是在DIC下拍攝的。
11、40Cr鍛件，經(jīng)過(guò)正火后發(fā)現(xiàn)縱裂，裂縫打開(kāi)后發(fā)現(xiàn)是石狀斷口
12、一層層梯田一層層綠 GCr15鍛件/片狀珠光體/加綠濾鏡/1000X
13、從37Mn5鋼管的某一個(gè)磨面上得到的，/P+F/約30X。像旋渦？湍急的水流？
14、在嚴(yán)重的硅酸鹽夾雜物附近得到此圖 似一苦思冥想者 約500X
15、50CrVA螺絲刀開(kāi)裂
“十”字螺絲刀，原料為50CrVA冷拉六角型鋼，淬回火后發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂。淬回火組織正常。
根據(jù)照片所示裂紋形狀，你也能大致確定產(chǎn)生開(kāi)裂的原因。
16、Gcr15的碳化物液析
17、看到JB-T 1255-2014照片版的評(píng)級(jí)圖后，我認(rèn)為退火組織5級(jí)圖屬于退火欠熱組織。
與1級(jí)圖相比，5級(jí)圖的球和片較粗大，分布較稀疏。
但5級(jí)圖仍存在聚集的小球，片為帶有棱角的條狀，這屬于欠熱未溶的片，而不是從奧氏體中析出的片。
此外，5級(jí)圖中還有長(zhǎng)寬比小于3的、似片似球的不完全球化顆粒。
基于上述理由，我認(rèn)為5級(jí)圖屬于退火欠熱組織，為什么與1級(jí)圖有差異，是由于1級(jí)圖退火前的組織較細(xì)小、5級(jí)圖退火前的組織較粗大而引起的。
你們覺(jué)得是什么呢？歡迎大家留言討論。
比較一下4級(jí)圖和5級(jí)圖球的大小，也可看出5級(jí)圖為欠熱。
再看看其它標(biāo)準(zhǔn)中的過(guò)熱組織。
近期遇到2個(gè)案例，都是按圖索驥，把1級(jí)評(píng)為5級(jí)，如果按5級(jí)去調(diào)整工藝（降低溫度或縮短時(shí)間），其結(jié)果可想而知！
18、再來(lái)一張石狀斷口
圖1石狀斷口，其實(shí)在鍛件上已發(fā)生了縱裂，但當(dāng)時(shí)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，后續(xù)正火時(shí)裂縫內(nèi)產(chǎn)生氧化脫碳，晶粒的棱邊已變得圓滑。
這一個(gè)石狀斷口，在我見(jiàn)過(guò)的石狀斷口中，是最“漂亮”的，晶粒的棱邊完整清晰。這也是40Cr鍛件，用的原料是鍛圓，打成一個(gè)類似塔形試樣的部件，最粗的一節(jié)沒(méi)有經(jīng)過(guò)變形，鍛后發(fā)生了縱裂，其他經(jīng)過(guò)變形的幾節(jié)都完好。所以這最粗的一節(jié)相當(dāng)于用鍛造溫度來(lái)進(jìn)行正火處理，產(chǎn)生了嚴(yán)重的過(guò)熱現(xiàn)象。金相分析發(fā)現(xiàn)晶粒異常粗大，開(kāi)裂為沿晶開(kāi)裂，有沿晶界分布的二次裂紋，斷口上無(wú)脫碳層。
斷口上無(wú)脫碳層，有氧化色，說(shuō)明是縱裂是在冷卻過(guò)程中發(fā)生的。
19、 白點(diǎn)斷口
白點(diǎn)的認(rèn)定
在標(biāo)準(zhǔn)圖譜或書籍上的白點(diǎn)，不管是低倍或斷口，都是很典型的，在工作中，我很少碰到類似的白點(diǎn)，特別是斷口。在白點(diǎn)嚴(yán)重時(shí)，超探可以對(duì)白點(diǎn)定性，所謂“此起彼伏”的波形。雙方的探傷人員如不能達(dá)成共識(shí)，缺陷的認(rèn)定仍得由金相分析來(lái)決定。由探傷定位，在缺陷嚴(yán)重處取樣，一般是先做橫向低倍，如發(fā)現(xiàn)了內(nèi)裂，再做縱向斷口。但如果內(nèi)裂數(shù)量少，分布雜亂，做斷口時(shí)往往敲不到，要反復(fù)做，工作量很大，碰到這種情況，可用做縱向低倍來(lái)認(rèn)定是否白點(diǎn)。當(dāng)縱向低倍上的裂紋能同時(shí)滿足兩個(gè)條件：1、方向與加工流線相同；2、長(zhǎng)度與橫向低倍相近。就可認(rèn)定是白點(diǎn)裂紋，反之就不是。
下面一個(gè)例子，就是用縱向低倍的方法否定了白點(diǎn)。35CrMo鍛件，車內(nèi)孔時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋。
內(nèi)孔裂紋
縱向低倍
上圖局部放大，可以看到裂紋方向與加工流向不一樣
有人問(wèn)白點(diǎn)為什么是白的？
白點(diǎn)為什么是白的？能從斷口上看到白斑的，都是沿晶斷裂，其他是解理或韌窩，反光能力不同引起的。
20、GCr15噴油嘴偶件加熱不足
GCr15噴油嘴偶件硬度偏低，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)試樣大多存在加熱不足現(xiàn)象，主要為未溶碳化物數(shù)量較多及出現(xiàn)屈氏體。
其中一件試樣還有未溶鐵素體+碳化物微區(qū)，見(jiàn)下圖，這件試樣的硬度為HRC54.0~56.5。
本文作者袁士春老師
從事金相工作40余年
文章僅代表作者觀點(diǎn)，歡迎大家參與討論
再次感謝袁老師的無(wú)私分享！！
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