[发明专利]检测中合金钢宏观断口处夹杂物和白点的兰脆工艺方法

说明书

本发明涉及检测中合金钢宏观断口处夹杂物和白点的兰脆工艺方法，属于低倍断口缺陷检测技术领域，本发明在对中合金钢断口缺陷的检验中，采用对断口面进行兰脆的工艺方法，可以使夹杂物和白点缺陷形态明显显现，有效提高通过肉眼检测的准确性，防止由于夹杂物和白点缺陷的漏判所造成的重大事故隐患。通过试验开发了中合金钢的兰脆热处理工艺方法及首次采用兰脆工艺方法对白点缺陷检验，该方法可以对断口夹杂物和白点缺陷进行准确判定，解决了工艺难题，确保了检验的准确性。

技术领域

本发明属于低倍断口缺陷检测技术领域，具体涉及一种检测中合金钢宏观断口处夹杂物和白点的兰脆工艺方法。

背景技术

低倍断口缺陷检测方法一直以来作为一种经典方法被广泛采用，其原理是将锻材横切机加工成圆形片状试样，从中心经过折弯机压断后，通过肉眼来检测断口面是否有缺陷。

钢-铁-检测标准（SEP 1584）：兰脆试验是检测已变形钢产品横断面上非金属杂质的存在概况，这些杂质通过兰脆试验后不用放大工具通过肉眼就能看到。

白点是钢材内部缺陷之一，产生的原因是奥氏体中溶解的氢在冷却相变时，因溶解度显著降低而大量析出，聚集在空洞和微观缺陷处，并产生很大压力，与相变组织应力结合产生无方向性和规律性的裂纹。由于该种缺陷会使钢材的强度、塑性和韧性降低，在应力作用下造成钢材断裂，因此，白点是绝对不允许存在的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的不足，清晰准确地通过中合金钢的宏观断口判定是否存在夹杂物或者白点缺陷，杜绝人工肉眼检测判断造成的失误，本发明提供一种检测中合金钢宏观断口处夹杂物和白点的兰脆工艺方法，本发明通过对中合金钢断口表面进行兰脆，断口表面白点缺陷和夹杂物可以非常明显地呈现出来，为准确判定提供了保障。

本发明通过以下技术方案予以实现。

1、确定工艺试验路线

能否准确对断口夹杂物和白点缺陷进行准确判定，其断口面发生兰脆转变是关键因素。白点缺陷一般存在于碳钢和合金钢中，尤其多发生于马氏体钢、贝氏体钢和含镍高合金钢中。因此选用中合金钢针对不同热处理设备开展兰脆试验方法的研究。

按照标准要求，加工大小为钢材的直径×厚度20mm低倍断口检验试样，按照表1工艺进行试验，中心断裂后试样由于受加热炉炉膛内径限制，两个断口面只能面向发热元件方向叠放。试验后发现，断口兰脆程度很不均匀，靠近炉口位置处试样断面发兰时，里面断口面还未发生变化；当里面断口面发兰时，炉口位置断口面又变浅兰或褐色，要使整个断口面兰化均匀，保温时间很难把握。

根据兰脆原理，试样发生兰脆转变必须有良好的氧化气氛，炉口的氧含量充足优先发生兰化。通过试验研究发现，整个兰脆的转变过程保温时间是重要的因素，同时试样的放置方法和位置也对断口兰化效果具有明显的影响。

按照表2对低倍断口试样采用大加热炉兰化工艺加热试验，试样断口面放置位置分别采用不同朝向，分别是炉口方向、炉顶方向、发热元件方向三种方法进行试验。试验结果表明，断口面向着炉口方向的试样断口整体兰化比较均匀，同时发现断口面断裂凹凸不均匀部分断口兰化效果较差。

2、组织分析

试片断口采用50吨弯曲试验机垂直下压静态力制取，断裂后的断口形貌直接影响断面兰化效果。当断口表面呈现撕裂状特征时，兰化效果很不均匀，撕裂状区域几乎未发生兰化；当断口表面断裂均匀，无撕裂状形貌存在时，兰化效果很明显。经过分析此现象与钢材的组织状态可能有关。

钢材的交货状态一般为正火态或者退火态。当钢材处于正火态时，金相组织细小均匀，纤维状断面分布均匀，无撕裂状特征；当钢材处于退火态时，由于组织粗大且不均匀纤维状断面出现较多撕裂状特征。

3、热处理工艺试验