P91钢锻造管坯中心“网状裂纹”分析

第34卷第6期2014年12月黑龙江冶金HEILONGJIANGMETALLURGYVO134NO6DEEEMBER2014P91钢锻造管坯中心“网状裂纹“分析刘洪波，杨云志，徐咏梅北满特殊钢有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161041摘要P91钢锻造管坯中心区域出现的”网状裂纹”，不是真正的裂纹，而是一种低倍腐蚀现象，是沿晶聚集的硫化物和碳化物优先腐蚀掉形成的一种腐蚀沟。关键词P91；硫化物；碳化物；腐蚀沟ANALYSISOF“NETWORKCRACKS”INTHECENTEROFPGLFORGINGBILLETLIUHONGBO，Y0YUNZHI，XUYONGMEIBEIMANSPECIALSTEELCOLTD，HEILONGJIANGQIGIHAR161041CHINAABSTRACTNETWORKCRACKSWHICHEXISTSINTHECENTEROFPGLFORGINGBILLETISNOTREALCRACKBUTMACROSCOPICCORROSION，ANDITISCORROSIONDITCHCAUSEDBYPREFERENTIALCORROSIONOFSULFIDESANDCARBIDESPRECIPITATEDALONGTHEGRAINBOUNDARIESKEYWORDSP91；SULFIDES；CARBIDES；COITOSIONDITCH高压锅炉管用PGL钢，国内牌号为10CR9MOVNB，属马氏体耐热不锈钢。该材料现已在我国的超超临界火电机组上普遍采用。其使用温度达到了600C，对钢的冶金质量要求非常严格。P91钢锻造管坯低倍检验时在试片中心区发现“网状裂纹”，分布范围大都在中心区域PL00MM以内，裂纹特征不是很清晰。为弄清其产生原因在炉号为09303080210的P91锻造管坯上取片进行分析。1检验分析11金相检验在酸浸后的横向低倍试样上，中心区域100MM范围内表现为弯曲的不连续的“网状裂纹”见图1。在10倍放大镜下观察似裂非裂。在低倍试样的缺陷区取金相试样在不腐蚀的情况下观察，没有发现裂纹，有条状硫化物夹杂聚集。用4的硝酸酒精腐蚀后肉眼观察没有裂纹，只有与低倍“网状状裂纹”相对应的弯曲的纹理条带。在显微镜下观察，这种纹理是一些不易被腐蚀的亮带，横向呈网状，纵向呈条带，其上分布着图L缺陷低倍形貌条状硫化物和颗粒状碳化物图2。将高倍试样重新进行低倍腐蚀后，又出现类似“网状裂纹”的缺陷见图3。为了弄清裂纹的形成过程，将金相试样进行连续低倍腐蚀观察，每间隔较短时间的低倍腐蚀后在显微镜下观察，在腐蚀时问较短时为沿铸态晶界断续分布的，大小不一的腐蚀坑图4，随着腐蚀时间的延长，腐蚀坑相互连接变成腐蚀沟。说明类似“网状裂纹”并不是真正裂纹，而是低倍腐蚀形成的腐蚀坑或腐蚀沟。收稿日期20141108作者简介刘洪波1964一，男，现从事物理检验工作，高级工程师。4黑龙江冶金第34卷图8图7NB的碳化物能谱图图9缺陷区CR的碳化物聚集形貌图L0图9CR的碳化物能谱图填充。钢锭在锻造过程中如果变形比不足，就会在钢材上保留裂纹；如果锻造变形比足够，裂纹处不聚集较多的低熔点夹杂物，裂纹可以焊合，这时在钢材就不再有裂纹，如钢坯裂纹处有较多的低熔点夹杂物、碳化物及合金元素的聚集，经变形后虽然裂纹得以焊合，但夹杂物、碳化物不会消失，在低倍酸浸时硫化物和碳化物优先溶解形成腐蚀坑，并随着腐蚀程度的增加连续扩展形成腐蚀沟，体现在低倍试片上为中心区域的“网状裂纹”。此种缺陷的产生主要与浇注工艺及锭型有关，浇注温度越高，锭型越大，钢锭冷却速度越慢，则在钢锭中心区域硫及合金元素的偏析越严重，最终在管坯上出现“网状裂纹”。因此，在保证管坯锻造比的情况下，尽可能选用较小的钢锭，适当增加钢锭模的锥度，避免高温浇注，保证钢液有良好的顺序结晶，同时提高钢水的纯净度，减少钢中夹杂物含量，可有效减轻此类缺陷的产生。在加工方面，增加锻造加热保温时间，进行高温扩散，减轻钢中的偏析。同时，锻造过程采用大压下量锻造，以锻合芯部缺陷。3结论P91钢锻造管坯中心区域的“网状裂纹”，不是真正的裂纹而是一种低倍腐蚀现象，沿晶聚集的硫化物和碳化物优先腐蚀掉形成的一种腐蚀沟。参考文献1田继峰，等关于20CR2NI4钢晶间裂纹本质的研究J金属学报，1978，22晶问裂纹”三结合领导小组C5MO轴心“晶间裂纹”的研究J金属学报，1974，2度穴盒置盎盒度度客盒盒盒穴客度穴穴盒盒盒盒奢盒盒盒盒上接第3页参考文献1储双杰等合金元素对硅钢性能的影响特殊钢J，1998，1917一L22何忠治电工钢M北京冶金工业出版社，19973殷瑞饪钢的质量现代进展下北京冶金工业出版社19954陈军硅钢的生产技术及其发展J鞍钢技术，2001228305廖义兵，黄荣青，傅韬，等电工钢中碳和硅的火花源原子发射光谱分析J冶金分析，2004，24Z145486孙晓天，王玲，张振禹，等ICPAES法测定高电工钢中的硅【J当代化T，2007，36666366467任芳萍合金钢中硅的测定J机电元件，2004，24222238邓军华辉光放电发射光谱法测定电工钢中8种元素J鞍钢技术，2011，139419邓军华，邴一宏直流辉光放电发射光谱法同时测定硅钢中11种元素J冶金分析，2010，