浅析热卷弹簧生产中常见的缺陷

    2.夹杂物与有害微量元素

    夹杂物按其来源可分为内生夹杂与外来夹杂两种。

    常见的内生夹杂物主要有硫化物、硅酸盐、氧化物等。它们在钢中的数量和组成与钢的成分、冶炼质量、浇注过程以及脱氧方法有关。熔点高的内生夹杂，凝固先于基体金属，结晶不受阻碍，呈现为有规则的棱角外形；熔点较低的内生夹杂，由于受已凝固金属的限制，形态多为球或条状、枝晶状沿晶界分布。硫化物与塑性较好的硅酸盐组元，当钢锭经锻压变形时，沿主变形方向延伸，呈条带状。图片6-5示出34CrNi3Mo转子钢中拉长的MnS夹杂形状。而氧化物及塑性较差的硅酸盐夹杂，在锻压变形时被破碎成小颗粒，呈链球状分布。图片6-6为沿变形方向分布的链状氧化物夹杂。尺寸细小，弥散分布的内生夹杂，多为微观缺陷，危害程度较小。而大片或密集云团状分布的夹杂构成宏观缺陷，对弹簧使用有极不良的影响，容易引发严重的失效事故。

外来夹杂系指混人钢中的炉渣、保护渣、氧化膜、耐火材料和异金属块等。通常外来夹杂较粗大，严重分布将破坏钢的连续性而报废。

    随着高参数，大型化机器设备的发展，对热卷弹簧的质量提出了更为严格的要求，为此对钢中铅、锑、锡、铋、砷等微量元素需要控制，以提高弹簧的强韧化水平。

    降低钢中夹杂的一般对策是：

    1）钢液真空处理，炉外精炼，控制钢液质量；

    2）清洁浇注，防止外来夹杂污染与异金属进人；

    3）合理锻造变形，改善夹杂分布。

    3.缩孔与疏松

    该类孔隙性缺陷，破坏金属连续性，形成应力集中与裂纹源，属于不允许的缺陷。

    钢锭开坯时切除量不够，残留缩孔及疏松，表现为弹簧端头有管状孔穴或者严重中心疏松。图片6-7所示为9Cr2Mo钢制冷轧辊，因钢锭浇注温度偏低，冒口补缩不良，缩孔深入到锭身区，锻造时未能完全切除而形成缩孔残余。横向试片上中心部位呈现出枝叉状孔洞特征。进一步解剖，末端存在疏松组织。

防止该类缺陷的对策是：

    1）严格控制浇注温度和速度，防止低温慢速注锭；

    2）采用发热冒口或绝热冒口，改善补缩条件使缩孔上移至冒口区，防止缩孔深人到锭身处；

    3）控制锻造时钢锭冒口切头率，充分切净缩松缺陷。合理锻压变形，压实疏松缺陷。

    4.气泡

    气泡分内部气泡与皮下气泡两种：

    钢中气体由炉料、炉气、空气进人，当冶炼时脱氧不良，沸腾排气不充分，则钢液中气体含量过多，凝固过程中，随温度降低，气体溶解度下降而由钢液中析出，形成内部气泡。当钢锭模壁潮湿、锈蚀、涂料中含有水分或挥发性物质，在注人高温钢水时产生气体向钢锭表层渗透，形成皮下气泡。