戈春剛　鄺永海　王明元

（內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司長材廠；鋼鐵研究總院華東分院）

　　摘　要：針對包鋼集團公司長材廠生產的GCr15盤條軋后存在裂紋的問題，采用掃描電鏡、能譜分析、金相顯微鏡等儀器對裂紋進行了觀察和分析。結果表明:夾雜物的存在是導致裂紋形成的主要原因，通過夾雜物的控制、鑄坯均熱模式的改進及提高表面質量，可減少或避免GCr15熱軋盤條表面裂紋的產生。

　　關鍵詞：GCr15軸承鋼；熱軋盤條；裂紋；夾雜物
　　軸承裂紋是影響軸承失效的主要因素，而原材料裂紋是其影響因素之一。導致原材料產生裂紋的主要原因是在材料中有大塊或連續分布的非金屬夾雜、嚴重的碳化物帶狀偏析^[1]，此外在煉鋼過程中局部高濃度的Cr塊未溶解形成嚴重偏析，也會導致沿晶裂紋的產生^[2，3]。

　　包鋼集團公司長材廠生產的ф14、ф11、ф9mmGCr15熱軋盤條，在酸洗檢查后發現試樣沿軋制方向存在連續和斷續裂紋，對其產生原因進行了分析。

　　1　缺陷微觀分析
　　1.1缺陷試樣金相分析
　　試樣經鑲嵌后拋光，觀察裂紋形態如圖1所示，除圖1（a）試樣中裂紋與基體有一定角度外，其他裂紋均與基體基本垂直，裂紋深度約0.15~0.80mm，裂紋內被氧化，經能譜分析發現裂紋內的夾雜物均為鐵的氧化物;對試樣經過腐蝕后觀察發現裂紋附近均出現了嚴重的脫碳現象如圖2所示。

　　1.2缺陷試樣掃描電鏡和能譜分析
　　經掃描電鏡觀測，裂紋周圍及尖端存在大量密集分布的非常細小的氧化物顆粒，尺寸約為0.2~3.0μm。經能譜分析，細小的夾雜物顆粒分別為Si、Mn、Cr、Al、Fe的氧化物夾雜，Si、Fe的氧化物夾雜，Si、Mn、Al、Fe的氧化物夾雜及Si、Mn、Ti、Al、Fe的氧化物夾雜等。

　　2　分析討論
　　在上述Al、Si、Mn、Fe的夾雜物中，屬于低熔點的有MnO·SiO2（熔點為1270℃），2MnO·SiO2（熔點為1300℃），3MnO·Al2O3·3SiO2（熔點為1200℃），2FeO·SiO2（熔點為1205℃）^[4]。如果鑄坯的均熱溫度超過或接近上述熔點溫度，則鑄坯均熱過程中夾雜物會熔化。如果熔化的夾雜物在鋼坯表面，或者離表面很近，則會產生表面裂紋，基體也會氧化或脫碳。加熱溫度越高或均熱時間越長，裂紋越嚴重。

　　選取一塊有缺陷的試樣，對其夾雜物，碳化物液析、帶狀和網狀碳化進行分析，從分析結果（表1）可看出：試樣的碳化物液析、帶狀級別都較低，也充分說明了鋼坯經過了較高溫度的高溫擴散。

　　由于鑄坯表面或近表面存在大量夾雜物，鑄坯冷卻時產生應力，造成表面裂紋，加熱時裂紋沿著夾雜物繼續擴展。

　　由于裂紋周圍都存在脫碳，說明缺陷早在鑄坯加熱時已經存在，而不可能是在軋制過程中形成的。

　　3　結語
　　上述分析表明：夾雜物的存在是導致裂紋形成的主要原因。通過夾雜物的控制、鑄坯均熱模式的改進及提高表面質量，可減少或避免GCr15熱軋盤條表面裂紋的產生。

　　參考文獻
　　[1]柳東徽，趙亞娟.軸承鋼裂紋缺陷分析與研究[J].軋鋼，2015，32(3):36.

　　[2]廖衛.GCr15鋼制軸承典型裂紋原因分析[J].國外金屬熱處理，2004，25(6):43.

　　[3]田振卓，霍向東，李烈軍，等.軋后冷卻速率對GCr15鋼棒材組織的影響[J].軋鋼，2015，32(6):27.

　　[4]趙中福，于新河，洪軍聚.簾線鋼中非金屬夾雜物的控制技術研究[J].鋼鐵，2009，44(3):40.

來源：《軋鋼》2017年01期