钢铁产品冶金缺陷分析与对策/姜锡山著

国家科学技术学术著作出版基金项目

定价：258.00元

出版时间：2024-08

ISBN 978-7-5024-9885-6

9787502498856

内容提要

本书全面系统地介绍了国内外行业标准对钢铁产品缺陷的判定以及实际生产中出现的各种冶金缺陷特征及形成原因，涉及夹杂物缺陷，结晶器保护渣夹渣缺陷，耐火材料剥离夹渣缺陷，异金属夹杂与氧化铁皮缺陷，金相组织缺陷，以及钢材的内应力、成分偏析缺陷，气体缺陷，缩孔与疏松缺陷及热处理缺陷的特征和产生机理，并介绍了棒材、板材及无缝管等钢铁产品的冶金缺陷问题。用图片和文字的形式展现缺陷或失效案例的宏观、微观特征，对其形成原因进行了深入分析，并结合生产工艺流程提出了改进意见。

本书的分析实例可为钢铁产品生产现场及质检部门分析判断各类钢铁冶金缺陷提供参考，进而为改进生产工艺、处理产品质量异议、制定冶金缺陷标准提供依据。本书也可为钢铁及材料专业的高校师生及从事检测工作的相关人员提供参考。

目录

1钢中非金属夹杂物缺陷1

1.1夹杂物导致轴承旋转弯曲疲劳断裂1

1.1.1微观特征1

1.1.2分析判断4

1.2夹杂物对轴承钢接触疲劳剥落的影响5

1.2.1微观特征6

1.2.2分析判断7

1.3夹杂物对钢拉伸韧性断裂裂纹萌生的动态观察7

1.3.1微观特征8

1.3.2分析判断9

1.4钢帘线球状不易变形夹杂物导致的拉拔断裂9

1.4.1微观特征10

1.4.2分析判断10

1.5C-Mn钢舵销探伤密集型夹杂物缺陷10

1.5.1低倍特征10

1.5.2微观特征11

1.5.3分析判断12

1.65.5 mm C72DA钢热轧盘条纵向夹杂物分析12

1.6.1微观特征12

1.6.2分析判断17

1.745钢转向调整杆接头颗粒状脆性夹杂物导致脆性断裂17

1.7.1微观特征18

1.7.2分析判断19

1.8追踪硫化物在钢中的变迁21

1.8.1熔点低——铸态硫化物形态变化莫测21

1.8.2塑性好——冷与热加工硫化物延伸呈条状23

1.8.3固态分解又析出——硫化物晶界重现26

1.8.4易切削钢硫化物球给力切屑碎断28

1.8.5电镜形貌29

 1.9复相夹杂物30

1.9.1非金属夹杂物的相结构特征30

1.9.2小结41

2结晶器保护渣夹渣缺陷42

2.1连铸结晶器保护渣组成42

2.2保护渣在结晶器中的基本功能45

2.3保护渣在结晶器中的卷渣行为46

2.4夹渣的主要特征47

2.5连铸坯结晶器保护渣夹渣的三种形式48

2.5.1连铸坯结晶器保护渣液态夹渣48

2.5.2连铸坯夹渣的烧结状夹渣58

2.5.3连铸坯夹渣的粉状夹渣61

2.5.4液滴镶嵌型夹渣63

2.6棒材夹渣——6 mm Q195钢盘圆表面夹渣结疤缺陷65

2.7锻件夹渣——GCr18Mo钢锻材皮下夹渣分析68

2.8转炉熔渣分析69

3耐火材料剥离夹渣缺陷72

3.1耐火材料剥离进入钢液滞留在304钢连铸坯的夹渣分析72

3.2GCr15钢连铸坯铸态耐火材料剥离夹渣分析74

3.3夹渣导致的高压锅炉管扩口裂纹分析76

3.3.1检验结果76

3.3.2分析判断80

3.3.3结论82

3.465钢铸态耐火材料夹渣分析82

3.5耐火材料剥离夹渣导致 Q235钢板剪切分层问题分析85

3.6耐火材料剥离夹渣与钢板冷冲压裂纹分析87

3.7耐火材料剥离夹渣与 SAE钢方坯角部裂纹分析89

3.845钢棒材拉伸断口中的耐火材料剥蚀夹渣分析91

3.9Q235钢高频直缝焊管压力试验沿焊缝发生纵向断裂分析91

3.1025CrMn钢棒材中耐火砖剥落块分析93

4夹渣与裂纹萌生95

4.1夹渣导致低碳冷轧薄板边部孔洞分析95

4.2轴承钢疲劳裂纹源与夹渣96

4.345钢棒材拉伸面缩不合断口观察97

4.460Si2Mn钢母材拉伸面缩延伸不合脆性断裂分析98

4.560Si2Mn弹簧钢卷簧断裂分析101

4.5.1观察结果 101

4.5.2分析判断101

4.65.5 mm SWRH82B钢绞线母材拉伸延伸面缩不合脆性断口观察103

4.745钢丝心部夹渣导致冷拔笔尖状断裂分析106

4.845钢丝边部夹渣导致冷拔脆性断裂分析107

4.945钢丝心部孔隙与夹渣导致笔尖状断裂分析108

4.9.1微观特征108

4.9.2分析判断108

4.105Cr9Si3钢气门杆夹渣导致断裂分析110

4.1120Cr2MnMo钢汽车冷却水泵轴连轴内圈滚道剥落失效分析112

4.11.1微观特征112

4.11.2分析判断 114

4.1245钢汽车摇臂轴断裂分析114

4.1340Cr钢内六角螺栓断裂分析117

4.1440Cr钢汽车用螺栓安装断裂失效分析119

4.15夹渣导致起重设备螺杆断裂分析121

4.1621 mm 20CrMnTiH钢结构轴件表面纵向裂纹分析123

4.1745圆钢热顶锻夹渣裂纹分析124

4.1845钢丝冷拔夹渣导致断裂原因分析126

4.19螺纹钢轧制劈头分析128

4.20夹渣导致12.5 mm SWRH82B钢盘圆开卷断裂原因分析131

4.21345C钢133

5异金属夹杂缺陷与断裂135

5.1几种典型的异金属夹杂135

5.220钢板的异金属夹杂分析137

5.345钢150 mm棒材钼铁异金属夹杂分析140

5.4304不锈钢钢结瘤浸入结晶器产生的异金属夹杂分析142

5.5Q195钢异金属夹杂分析144

5.6GH4169镍基高温合金轴承套圈外表面钛异金属夹杂分析145

5.7304钢连铸坯铸态异金属夹杂分析148

5.8430不锈钢连铸坯铸态异金属夹杂分析149

5.9SWRH82B钢盘条拉伸断口上的异金属夹杂缺陷150

6金相组织缺陷154

6.1渗碳体网缺陷引起的断裂——GCr15钢沿晶渗碳体网自身解理断裂分析154

6.2中心网状渗碳体缺陷引起的断裂——SWRH82B钢盘条冷拔中心渗碳体网

导致笔尖状断裂分析156

6.3中心马氏体偏析带缺陷引起的断裂——SWRH82B钢盘条冷拔中心马氏体

偏析带导致笔尖状断裂分析161

6.412.5 mm SWRH77B钢盘条中心隐晶马氏体显微组织特征165

6.5一次碳化物缺陷——45钢150 mm棒材内一次碳化物分析166

6.6一次碳化物缺陷——E2330轴承内套滚道一次碳化物剥离分析169

6.7网状渗碳体引起的断裂——Cr17MoV钢医用剪棒钳网状渗碳体失效分析174

6.8混晶缺陷引起的断裂——Q195钢盘条混晶导致拉伸多颈缩分析180

6.9磷共晶引起的中间裂纹——900A钢连铸坯磷共晶导致中间裂纹分析183

6.1082MnA钢连铸坯磷化物Fe3P分析185

6.11晶粒粗大缺陷——Q235D圆钢晶粒粗大导致冲击不合分析190

6.12混晶缺陷——85 mm 45钢棒材混晶现象分析191

6.13低碳高硫高铅易切削钢铅粒在钢中的形态、尺寸和分布规律研究192

6.14钢的异常组织198

7钢材的内应力与断裂203

7.1钢材的内应力203

7.2高应力线缺陷——螺纹钢冒料出现的高应力线异常组织206

7.3钢材的内应力缺陷——15 mm SWRH82B高碳钢盘条拉伸脆性黑斑

异常断口分析208

7.4局部高应力缺陷——阀座局部高应力缺陷导致断裂失效分析214

7.570Cr3Mo钢支承辊热处理断裂原因分析220

7.6QT650-3球铁曲轴主轴油道孔磨削裂纹分析224

7.7马氏体组织应力裂纹——SWRH82B钢热轧盘圆堆钢水冷淬火裂纹分析227

8成分偏析缺陷229

8.1铜富集引起的板面微裂纹分析229

8.2晶界低熔点有害元素偏聚裂纹分析230

8.3锡铅锑焊料沿母材晶粒边界渗入导致的脆性沿晶断裂233

8.4锰硫偏析带——D36船检拉伸不合分析234

8.5碳锰偏析——45Mn2钢管管壁成分偏析带“亮线”缺陷分析237

8.6Q345C钢板拉伸中心偏析板条状断口分析242

8.7酸溶铝偏低导致的11.5 mm厚Q235热轧钢带冷卷变形横向开裂原因分析244

8.8偏析线断口分析251

8.935CrMoA钢带状组织与板条成分偏析断口252

8.10CrNiMo钢的“白斑”断口及本质研究256

8.11亮线断口（质点偏析断口）——CrNiMo电渣钢中的合金元素偏析及

对钢机械性能的影响258

8.12磷偏析的检验263

8.13连铸坯及棒材低倍环状亮线偏析特征264

8.140Cr18Ni9钢棒表面黑带观察与分析266

9气体缺陷268

9.1低碳高硫高铅易切削钢连铸方坯横断面气泡扫描电镜形貌268

9.2S235JO钢板冲击断口上的“钢气球”特征274

9.3连铸坯形形色色气孔形貌275

9.4ER50-6钢连铸坯浅表面气泡分析278

9.5夹渣与气泡导致的400系不锈钢板边裂分析280

9.6夹渣与气泡导致410S系不锈钢板边裂分析283

9.7金相、透射电镜、扫描电镜棒材气泡形貌的对比293

9.8 45钢轧材皮下气泡的宏观形貌295

9.945钢棒材横截面气泡与纵向裂纹分析296

9.1020G钢棒材表面气泡纵向裂纹分析297

9.11C板拉伸断口气泡分析298

9.12钢丝绳拉拔脆性断裂分析299

9.1320SiMn螺纹钢脆性断裂分析301

9.14304钢棒材气泡裂纹分析304

9.15SPHC板纵向裂纹的横向气泡形貌306

9.16U71Mn板气泡边裂扫描电镜分析308

9.176 mm厚X42热轧板气泡裂纹分析312

9.18Q345钢中板表面气泡裂纹扫描电镜观察分析313

9.19鱼眼白点——热轧带钢制开裂、掉块原因分析319

9.20鱼眼白点——345C钢拉伸鱼眼白点断口分析324

9.21鱼眼白点——345C钢焊接板焊口处拉伸白点断口观察326

9.22显微缝隙白点——钢棒材拉伸显微缝隙白点断口分析329

9.23氢脆白点——40Cr钢拉伸氢脆白点断口分析333

9.24氢脆白点——45钢拉伸氢脆白点断裂分析334

9.25氢致滞后裂纹——大锻件氢致滞后裂纹分析336

9.26X70板材拉伸断口上的“鸭嘴形”白点群特征338

10缩孔与疏松缺陷342

10.1400 mm低碳钢棒材缩孔残余金相形貌342

10.2304不锈钢棒材中心裂纹342

10.3锻造轴件轴身中心缩孔残余缺陷分析345

10.4T12轧材中心缩孔断口分析346

10.510Cr9MoVNbN钢轧材断口缩孔及其放大像形貌347

10.6铸铁件内部缺陷分析348

10.7铸铁疏松中树枝晶特征352

10.8易切削钢显微疏松中的结晶台阶特征355

10.9铸钢疏松中树枝晶特征356

10.1038Si7钢电磁搅拌后的连铸坯疏松断口特征358

11热处理缺陷361

11.1淬火裂纹362

11.222CrMoH钢淬火开裂分析363

11.31Cr17Mn6Ni5N不锈钢载重汽车排气筒横向断裂分析366

11.460Si2Mn钢汽车板簧疲劳试验淬火裂纹断口分析368

11.520CrMnTiH2钢行星轮齿淬火裂纹失效分析371

11.640Cr钢齿轮轴回火脆断裂原因分析372

11.7R55Cr3钢轧材回火脆性断裂分析375

11.8过热与过烧的微观特征376

11.9过烧断口的微观特征378

11.10GCr15钢220 mm×480 mm连铸坯过烧断口的微观特征380

12线材、盘圆、棒材表面缺陷383

12.1棒材耳子引起的断裂383

12.2114 mm 30Mn2钢热轧材纵向裂纹分析384

12.3夹渣引起的13 mm SWRH82B钢盘条拉拔断裂分析390

12.4SWRH82B钢盘条表面刮伤引起的断裂393

12.5SWRH82B钢盘条表面撞伤缺陷引起的断裂393

12.6折叠缺陷394

12.730 mm 42CrMo圆钢纵向裂纹断裂分析395

12.8SAE1215低碳易切削钢线材轧裂分析397

12.9胎圈钢丝表面片状毛刺分析398

12.1012Mn2VB钢轧材裂纹分析401

13板材及无缝管表面缺陷404

13.1SPHC低碳铝镇静钢板表面蝌蚪状裂纹分析405

13.2SPHC低碳铝镇静钢板夹渣导致的表面片状缺陷分析406

13.3冷轧板表面夹渣缺陷分析408

13.4SPHC低碳铝镇静钢板表面缺陷分析409

13.5冷轧板表面皮下夹渣裂纹缺陷分析409

13.6304不锈钢板表面斑迹缺陷分析411

13.7304不锈钢板过酸洗缺陷分析413

13.8冷轧薄板起皮缺陷探究416

13.9X42板材表面红锈缺陷419

13.10冷轧板皮下气泡缺陷420

13.11（M-1）轧板表面划伤缺陷421

13.12SPHE热轧带钢——翘皮缺陷422

13.13304不锈钢板重皮状折叠缺陷分析424

13.14304不锈钢板表面压入氧化铁皮缺陷427

13.15无取向铬涂层硅钢片表面亮线分析431

13.16钢管表面折叠缺陷观察与分析433

13.17镍铬偏析带——304B钢管表面黑带观察与分析435

参考文献438

后记440