718锻件开裂原因分析报告

admin

一、质量问题
2011年9月16日晚，一件718锻件（S110823-06，630ⅹ1120ⅹ约2340长，重量12952kg）在锯切过程中开裂。原材料为17t钢锭。


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6 a; S! Z+ d1 R/ e/ U* E- N
0 ]# k- f5 l, q! e% o7 I" `' V4 z二、原因分析
; Y  O9 |9 o+ J1 W2 b! E% `: @     此锻件完工后做了退火处理，退火温度为680-700℃，保温时间13小时，炉冷至420℃出炉冷却。锻件开裂一端硬度测试结果：表面硬度为HB308-329，心部硬度为HB338-352。此锻件开裂原因为退火不充分，应力未消除完全所致。

! a: B) S( Q( _) S8 i2 R2 H

5 M" Q- r* b8 i* H
1 \$ O9 H% ^6 S/ A7 H三、改进措施
1、此类大型718锻件需做等温退火处理，延长保温时间。
2、对于出炉温度要降至300℃以下。

: l4 O  h) H3 x9 ~; H& ~' i9 U
& s$ \/ O& `. ~请大家看看我这样分析是否可以？

xiao10415

我觉得原因分析写的不太充分，因为硬度不同，就导致开裂这是不是有点不充分啊。应该再往应力方面多写写

admin

回复 2# xiao10415


    请说说你的意见，谢谢！

blazetalent

心部比表面硬度还高，论冷却速度该是心部最慢才对，硬度也该最低，只能说奥氏体没有完全转变，我觉得可以的

热火流苏

单纯只从硬度和退工工艺上分析，我觉得理由是不够充分的，有条件的话应该打开裂纹，找到裂纹源，再结合低倍和显微组织检测，再下结论。

zswgjgcs

718模具钢，我国牌号3Cr2NiMo是在P20（3Cr2Mo）改进型钢号,  718模具钢图片质上有较大改进，使之填补P20模具钢材的不足，满足P20模具钢材达不到要求的场合。目前在我国模具钢材市场上出现的钢号除上述中国标准钢号外还有P20+Ni。瑞典的718，718H(ASSAB)、PX5\PX4（日本大同特钢），GS-711、GS-738、GS-312、GS-318(德国蒂森），奥地利的M238 ECOPLUS（百禄公司）、CS718（中国长城特钢）、SWP20（上海五钢公司）等，因此除了不能用于有耐腐蚀性要求的塑料模具零件外，目前是应用最广泛的通用型塑料模具钢材的典型钢号。通常被称作“高级”塑料模具钢材，新研制的新钢种往往以它作为对比的典型。
　　出厂状态：ASSAB 718 HB：290-310
) p5 U' W6 I8 h6 i0 K" _　　交货状态：钢材以退火状态交货。经双方协议，也可以不退火状态交货。

　　718模具钢用途与P20类型模具钢材相同，但由于淬透性更好，性能更优越，可以制作尺寸大的、高档次的塑料模具成形零件。随着塑料模具的发展，会有更多更好更新的改进型模具钢号出现，我国宝钢的我B30H即为一例。
　　●热塑性塑胶注塑模具，挤压模具。
! K: P# j9 G& F　　● 热塑性塑料吹塑模具。
　　● 重载模具主要部件。
: g  n; o7 I3 B8 {% f　　● 冷结构制件。
# ?0 C" h" L3 D" x6 O4 \　　● 常用于制造电视机壳，洗衣机，冰箱内壳，水桶等。
$ D1 ~  n9 R4 W: g
( b. t* N) u) ]特性

& |0 h0 q1 x7 ~1 k# F　　用于大型长寿命塑胶注塑模，如家电制品、电脑外壳等模具。高表面光洁度的塑胶制品模具吹塑模由于硬度高，可用于塑胶模具中的滑块成型工具；视生产需要可施加火焰硬化或氮化处理的模具零件。 钢材种类： 预硬塑料模具钢材 钢材特长： 抛光 ,电蚀,焊补性与切削加工性良好 出厂状态： 经硬化及回火至HB290-330
　　● 真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
8 r( T8 k! s7 V! N　　● 预硬状态供货，无需在热处理可直接用于模具加工，缩短工期。
$ l% v1 Z: K1 s2 C6 T6 P" v　　● 经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。
4 {0 I4 f8 V4 r% V- H! y% i
化学成分

　　
" L& g/ p1 @; m, ]8 y" n1 c元素        C        Si        Mn        Mo        Cr        Ni        标准
含量（%）        0.28~0.40        0.20~0.80        0.60~1.00        0.30~0.55        1.40~2.00        0.80~1.20        YB/T127-1997
( H. `1 V7 Y& x% ]& U% S0 y' J加硬处理

　　为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500-600℃预热2-4小时，然后在850-880℃保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50-100℃出油空冷，淬火后硬度可达50-52HRC，为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上
2 k% E1 L/ d( g
' O4 b7 g) }1 d, x/ H1 E氮化处理

　　氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650-700HV
) q2 `- H, f4 K, e( t3 {# L( w) Y　　（57-60HRC）模具寿命可达到100万次以上，氮化层具有组织致密，光滑特点，模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高。
$ s3 h2 H/ Y8 \% D
* A  ~# [$ |# [" J6 o' V- w: [$ I# [临界温度
3 C/ n3 T1 t$ }
7 n9 \+ p, s9 _* U, `　　
) m& q+ j: M9 ], {临界点        Ac1        Ac3        Ar1        Ar3        Ms        Mf
0 l" l7 J* M5 v2 U' M% \: N( h温度（近似值）/℃        770        825        640        755        335        180
线（膨）胀系数
6 S7 s! v- h* _/ u- _, K9 ?
! x9 h6 E2 K5 M/ T　　
温度/℃        18~100        18~200        18~300        18~400        18~500        18～600        18～700
9 J1 V# @# ]. A7 I( j- C* F' _线（膨）胀系数/C        11.9×10        12.20×10        12.50×10        12.81×10        13.11×10        13.41×10        13.71×10
热导率
) Y1 I) ~  A( n- L* Q& X
: C/ j6 E% e0 h& m* m! X; X　　
温度/℃        20        100        200        300        400
# t! p! V7 l/ o1 w+ N0 m6 V热导率λ/W·（m·K）-1        36.0        33.4        31.4        30.1        29.3
! B' Q% Y" k0 U# @7 w% [! e2 f根据你们的热处理工艺，退火或正火无非是硬度上有变化，对于开裂无直接关系，个人看法：
1，退火温度偏低，建议采用780~850；
2，出炉时要低于200度。
个见，供参考

zswgjgcs

由于退火温度偏低，锻压应力消除不充分，加之出炉温度过高，所以造成巨大的应力集中状态，在锯切过程中，应力找到释放点，所以在锯口处开始出现裂纹。详细资料我已经恢复了，如果怀疑是锻压终锻温度过低而造成的裂纹，可将锻后表面刨光，用UT检测

liyanfeng1

回复 1# admin


这个可以认为设备小，锻件截面大，锻件锻后晶粒粗大，或晶粒不均匀，组织应力大，热处理没有消除组织应力，通过正火可以细化晶粒，消除组织应力。

smg016

看看我们的45钢方板锯的时候出现的情况。锻了一块45钢方板，因为余量不够报废，没有做任何处理，锯开做小料是出现以上情况。黑色部位是在锯的时候自动开裂。
0 h& z- ^- e9 x% K9 _) d$ R$ x4 d

另一半

smg016

原因分析是毛坯件表面有裂纹，锯的时候正好锯到裂纹处，应力造成开裂

laogen1

17t锭产630ⅹ1120的大模块是怎么锻的啊，成材率76%啊？另外你家压机是多大的？几镦几拔的工艺啊？

合金钢

回复 1# admin

% Z$ k5 B% V& j  z  r7 o
- p. p! z) M0 `$ y0 f- ^6 n    这样大的工件，你只说了退火过程，没说锻造过程和锻后的冷却过程。这个工件，应该是综合因素所致，但退火出炉温度过高应该是一个主要因素所在。

liyanfeng1

% L5 O8 R$ V; ]: J  s7 z2 _
回复 10# smg016
* S- z1 ]/ ~& ]5 Y

- ~! ]! n- ~  o6 @) I  ?( f, _    大家注意，没做退火处理。就是没消应力。

paomianji

退火温度偏低，保温时间不够。

admin

回复 12# laogen1

4 Y- y; S) W1 b- @' s  j
2 @# w' l; F# r, ?! F" Q( N    我们的设备是1600t水压机，这个锻件是随长的。

admin

回复 13# 合金钢
8 o" E8 K9 o* ?0 I8 I  R- A* I

    锻造过程是经过两次镦粗，两次压扁。锻后放炉内冷却。

cdtmcjh

退火温度太低，出炉温度较高。

yiyongjun

锻后应及时退火或正回火，另外压机的压力锻造此件似乎有些太小。

周周

退火不充分，残余应力过大而致锯切时沿裂纹源（锯切缝尖端）开裂。
1、退火温度偏低。《热处理工艺规范数据手册》关于3Cr2NiMnMo的退火这样规定的：退火温度850±10℃--保温--炉冷至700℃保温--炉冷至500℃出炉。
2、保温时间：个人建议20~25小时。
3、升温速度：建议适当控制一下，可以100℃/h。（其实际控制的是在500℃左右以下的升温速度）】
% l  w) F' Y; {0 |6 F5 i3 D8 \6 o4、锯切得加水冷却。

周周

退火不充分，残余应力过大而致锯切时沿裂纹源（锯切缝尖端）开裂。
1、退火温度偏低。《热处理工艺规范数据手册》关于3Cr2NiMnMo的退火这样规定的：退火温度850±10℃--保温--炉冷至700℃保温--炉冷至500℃出炉。
2、保温时间：个人建议20~25小时。
【3、升温速度：建议适当控制一下，可以100℃/h。（其实际控制的是在500℃左右以下的升温速度）】
4、锯切得加水冷却。