A análise de ponto branco da barra de aço 42CrMo4

A mancha branca é uma espécie de defeitos internos de fratura do aço. A fratura longitudinal do aço é redonda ou ovalada de pontos brancos prateados, enquanto a seção transversal após o polimento e a erosão ácida são rachaduras delgadas, algumas vezes radialmente distribuídas, outras paralelas à direção da deformação ou irregularmente distribuídas.

O 42CrMo4 é um tipo de aço estrutural de liga de cromo-molibdênio, que possui boas propriedades mecânicas abrangentes e alto desempenho de temperabilidade e processamento térmico. É usado principalmente para fabricar peças forjadas com requisitos de resistência mais altos ou seções temperadas e temperadas maiores, como engrenagens grandes para tração de locomotivas, engrenagem de transmissão de compressor, eixo traseiro, mola, cilindro do motor e assim por diante. No entanto, a prática demonstrou que o aço Cr-Mo 42CrMo4 é fácil de produzir defeitos como manchas brancas, que danificam seriamente as propriedades mecânicas do aço, reduzem a plasticidade das peças forjadas e levam facilmente a rachaduras no tratamento de reaquecimento, à têmpera e à fratura frágil forjados.

 

white spot defect


O processo de produção da barra de aço 42CrMo4 inclui: fundição EAF → refino LF → vazamento → resfriamento lento → decapagem → aquecimento → forjamento → normalização e revenido. O tratamento térmico do aço 42CrMo4 está listado da seguinte forma:

  1. O lingote não foi recozido com alívio de estresse após desmoldagem;

  2. Aquecimento antes de forjar;

  3. Processo de forjamento: redução de 20%, discagem direta a Φ 580 mm x 6000 mm de comprimento;

  4. Normalize e extinga (resfriamento da água e resfriamento do ar) diretamente após o forjamento.

  Para determinar a causa real da fratura frágil da barra de aço 42CrMo4 durante o uso, a análise da amostra foi realizada no local típico do defeito na seção da haste do núcleo. Após lixiviação com ácido de baixa potência, foi descoberto a olho nu que as rachaduras finas e serrilhadas distribuídas a uma certa distância da superfície da amostra ou perto do centro eram círculos concêntricos radiais ou formas irregulares, que eram defeitos típicos de rachaduras no ponto branco.

longitudinal cracks

O ponto branco é o defeito inerente ao aço estrutural de liga de carbono médio, especialmente em tarugos de aço Cr e Mo ou peças forjadas com grandes seções, o que indica que o aço 42CrMo4 é realmente um aço sensível ao ponto branco. Pode-se dizer que o processo de forjamento do mandril é o comprimento de trefilação das peças forjadas do eixo. A camada de superfície está na zona de deformação rígida e na zona de deformação de pequena área, e a profundidade abaixo da superfície do centro é a grande zona de deformação. No processo de forjamento, a camada superficial é trocada entre pequenas áreas difíceis de deformar e fáceis de deformar devido à rotatividade da peça, enquanto a camada superficial está sempre em uma grande área de deformação de uma certa profundidade da superfície para o nucleo. A deformação irregular fará com que a parte do meio da seção seja submetida a duas tensões de compressão e as duas bordas laterais sejam submetidas a tensão de tração axial e tensão de compressão na direção da espessura. Pode-se ver claramente que a grande área de deformação causa concentração de trinca e H se acumula na trinca. Enquanto isso, devido à difusão induzida do estresse residual, a pressão do hidrogênio aumenta para igual à força de ligação dos átomos de metal e a quebra das ligações atômicas, levando ao crescimento de rachaduras e à formação de manchas brancas.

 

Através da análise do defeito do ponto branco do aço 42CrMo4, resumimos os métodos de controle e reparo:

(1) Medidas para reduzir o teor de H no processo siderúrgico:

  • Aumente o conteúdo do ponto final C e evite a peroxidação;

  • Aumente a intensidade da agitação e aumente o fluxo de argônio sob vácuo;

  • l Aumente a capacidade de bombeamento do equipamento a vácuo.

(2) Métodos de forjamento e compactação que podem reduzir a sensibilidade do ponto branco são adotados em termos de tecnologia. Por exemplo, tente usar forjamento de alta temperatura e encurte a distância do núcleo à superfície das peças forjadas, aumente a taxa de difusão de H e a área relativa das peças forjadas, para que H possa precipitar facilmente do interior das peças forjadas e reduza a possibilidade de formação de pontos brancos em aço.

(3) Controle estritamente a qualidade das matérias-primas, de modo a reduzir bastante o conteúdo das inclusões. De acordo com o teor de H e o tamanho da seção transversal das peças forjadas após a forjagem, é determinado um processo razoável de tratamento térmico para eliminar o estresse residual causado pelo estresse de temperatura e deformação desigual durante o resfriamento.