锚链环横裂原因分析.doc

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1、锚链环横裂原因分析g:对锚链弯环时横向裂纹的产生原因进行了探讨。检验结果表明，锚链环横裂的主要原因是钢中残存有害元索较高引起的热脆所致。为防止锚链弯环屈为钢屮Cu当量不大于0.4%。可：锚链环；横向裂纹；残存有害元索；热脆性卅链主要用于船舶上，所用材料为锚链钢。锚链环的加工制作工艺为：下料一感应加热一弯环一焊接一去刺等。锚链在弯环时，大多产生纵向裂纹,这来包山原始钢材轧制时的纵向轧制裂纹引起的。某锚链厂用65mm.55nun规格的M20Mn锚链钢制作锚链，弯环时产生了横向裂纹。木文对这种横向裂纹的产亍了分析探讨。观裂纹酋链环的裂纹分布

2、在整个锚链环上，但环冠处较多,开裂严重。裂纹呈角尾状，比较碎：一般尺寸0.1〜1mm宽，2〜4nun长，linm深；个别裂纹较严重达mm长,4mm深:是一种宏观裂纹。验方法及结果化学成分分析t两支有横向裂纹的锚链环上取样。进行化学成分分析，结果见表1。»IM2OMnt»»化学成分分析结果%CMnSipsCrNiCuAlSnA*Sb065mma251.31Q28aoi6a015a12ft07a21a060a083aona038055mma241.41aoi9aoi4Q06ft07ais£30亠亠—■(M2标爪

3、30-a5S

4、果夹杂物类型夹杂物形态夹杂物分布夹杂物级别，级ABCD条状分散1.0串状较集中1.5长条状分敬1.0球状K断口检验殳纹断II淸洗后,用打描电子显微镜观察断I1形貌.如图2所示。断II以穿晶断裂为主,呈准解理、解理状，属热脆性断裂。图2793XSEM断口可用扫描电镜的能谱仪检验断口处令害元索偏析情况。在仪器检测灵敏度范围内,没令发现有害元索在裂纹晶界处偏析。但用化学分析法，测得裂纹处卯见表4。表4M2OMn锚链残存元素偏析情况（065mm）%元素SnA”心部a0830011Sba0380.08Cua210.22裂纹处a1R4Q026t化

5、学成分和低倍检验结果分析人表1〜3可以看fibM20Mn钢的常规化学成分、低倍和菲金属夹杂物都在技术标准YB66-87规定的范用之内。钢质纯净，夹杂物较少。图1可以看出M2C只正常，无过热、过烧异常特征，钢的表面有轻微脱碳。残存有害元素的影响目2所示的断口为热脆性断口,说明产生裂纹的主要因素不是钢材表面脱碳。由表1、表4可知，M20Mn钢中残存Sn、Sb、As等有害元素的含量较高:5、As、Sb的平均含量比心部高出一倍以上,Cu含量相差不大。Cu在奥氏体屮固溶度较高,扩散速率较低,故不易发现它的偏析。有害元索Sn、As、Cu扌两种存在

6、状态：一是在高温加热过程中出现表面富集区，二是在晶界上的偏聚。残存有害元秦Cu、SruSb、As导致钢材热脆裂纹的原因(1)残存有害元素Cu、Sn、Sb、As在钢材表面聚集。宙于其本身及化合物熔点低，在热加71H易出现熔化现象，形成裂纹源。(2)残存有害元索Cu、Sn、Sb、As在晶界偏析，降低了晶界的表面能，减弱晶粒间的结合力，加速了晶界微孔的形核与-「晶界不能移动，则只能形成晶界微孔來消除位错堆积；残存有害元索Cu、Sn、Sb、As阻碍了晶界迁移和动态再结晶，而晶界迁移和动态再结晶可以隔L连结，减少微孔形成，有利于恢复热塑性。因此

7、残存有害元索晶界偏析降低了钢材的热塑件，热塑件差，锚链钢在热加工弯环时，因其表面拉应力而产攵。Sn、Sb、As能够降低Cu在奧氏体中的溶解度，它们还会与Cu在钢材表面富集，形成低熔点的液态化合物，沿着奥氏体晶界渗透，在应力作用下而刃卞采用Cu当量來表示残存令害元索对沿晶表面裂纹的共同作用：Cu当＞=Cu%+6(Sn+Sb)%(1)rmn锚链环，Cu当最为0.94：对55mm锚链环，Cu当量为0.84,它们都产生了严重横裂。为防止发生热脆裂纹，国内外许多厂家采用如下公式控制残存Cu当最W0•4%(2)王明了Cu当量对锚链环横裂的影响。文

8、献推荐一般用途钢中残存有害元素在如下范围,即可满足性能要求:Cu0.20%〜0.25%,SnO.02%〜0.05%,Sb0.005%—0.01%,As0.02%〜0.045%。比残存有害元索符合上述要求的M20Mn钢，按