斷口發(fā)藍(lán)是一種檢測(cè)鋼材宏觀夾雜物的常用手段，它是將鋼材斷口試樣用熱處理爐在300-350℃進(jìn)行烘烤，至斷口面形成黑藍(lán)色膜，以觀察鋼中非金屬夾雜物的分布。
缺點(diǎn)
由于此方法是在折斷后試樣上進(jìn)行烤藍(lán)，斷面極易氧化或沾上油污導(dǎo)致烤藍(lán)時(shí)斷面加熱不均勻，使烤藍(lán)工藝難以掌控，烤藍(lán)效果不理想。
國(guó)外有低碳低合金鋼發(fā)藍(lán)斷口試驗(yàn)檢驗(yàn)規(guī)范，但不適合中、高碳合金鋼，高碳鉻軸承鋼，高碳鉻不銹軸承鋼等鋼種的發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)。
改良
為此，筆者提出了一種簡(jiǎn)易可行的發(fā)藍(lán)斷口熱處理操作工藝，適合高、中、低碳合金鋼，高碳鉻軸承鋼，高碳鉻不銹軸承鋼等鋼種的發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)。通過(guò)該方法獲得良好的發(fā)藍(lán)斷口，能夠較為準(zhǔn)確地評(píng)定鋼中夾雜物的含量及分布。
試驗(yàn)方法
1 斷口試樣及其制備
1.1 取樣
試片應(yīng)從軋后棒材、軋坯或相當(dāng)方坯截面上截取，試樣厚度為15～20mm，見(jiàn)圖1。
（a）棒材取樣
圖1發(fā)藍(lán)斷口取樣示意圖
1.2試樣尺寸
一般情況下，該試驗(yàn)方法可直接適用于適用于φ40mm～250mm鋼材的縱向發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)。若受斷口檢驗(yàn)?zāi)芰Φ挠绊?，?duì)超大規(guī)格鋼材的發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)，可采取分別制備斷口試樣的方式進(jìn)行發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)，如圖2所示，在鋼材橫截面上切取中心區(qū)（C）發(fā)藍(lán)斷口試樣1塊，與中心對(duì)稱的表面區(qū)（S）及中間區(qū)（M）2塊，斷口發(fā)藍(lán)處理后再統(tǒng)一進(jìn)行評(píng)定。橫向斷口試樣厚度15～20mm。
1.3斷口試樣刻槽處理
在試樣橫截面處過(guò)中心開(kāi)一個(gè)深度1/3H的槽（H為試樣厚度），要求槽底較為尖銳，貫穿試樣整個(gè)橫截面，開(kāi)槽目的是便于將試樣一次性折斷，避免其塑性變形，影響夾雜物顯示。可采用機(jī)加工方式或電火花方式開(kāi)槽，如刨銑V型槽或線切割開(kāi)槽等加工方式。
1.4 斷口試樣熱處理
將發(fā)藍(lán)斷口試樣在鋼的奧氏體化溫度下保溫一段時(shí)間進(jìn)行淬火，之后進(jìn)行回火處理。建議熱處理工藝如下。
低碳合金鋼：880-900℃保溫60min，水淬；570-590℃高溫回火，保溫60min出爐空冷；
中碳合金鋼：870-890℃保溫60min，水淬；570-590℃高溫回火，保溫60min出爐空冷。
高碳合金鋼、高碳鉻軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼：880-900℃保溫60min，油或水淬；570℃-590℃保溫60min出爐空冷。
1.5 斷口試樣折斷
斷口試樣經(jīng)上述熱處理后出爐空冷，對(duì)于低碳合金鋼可直接將試樣折斷；中碳合金鋼、高碳合金鋼、高碳鉻軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼用測(cè)溫槍測(cè)試試樣表面溫度，當(dāng)溫度降至300~350℃（藍(lán)脆溫度）時(shí)，迅速將試樣折斷。
試樣折斷方法如下：將斷口試樣刻槽面朝下放置在斷口機(jī)（或壓力試驗(yàn)機(jī)）支撐臺(tái)上，確保沖擊刀口與斷口試樣刻槽中心線相吻合，然后在沖擊載荷（或壓力）作用下將斷口試樣一次折斷，嚴(yán)禁反復(fù)沖壓，斷口組織呈纖維狀。
1.6 斷口試樣發(fā)藍(lán)處理
將折斷后的試樣在空氣中自然冷卻（或采取一定的保溫措施，特別是對(duì)于尺寸較小的斷口試樣，避免折斷后急速冷卻），試樣斷口面經(jīng)氧化變色后將顯示清晰的藍(lán)色。若鋼中存在非金屬夾雜物，夾雜物會(huì)以白色線條狀出現(xiàn)在斷口藍(lán)膜中。
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1非金屬夾雜物的評(píng)定和表示方法
對(duì)經(jīng)過(guò)斷口發(fā)藍(lán)處理的試樣進(jìn)行非金屬夾雜物含量評(píng)定，評(píng)定中用裸眼或不大于10倍的放大鏡對(duì)發(fā)藍(lán)斷口試樣進(jìn)行觀察，記錄發(fā)藍(lán)斷口面上非金屬夾雜物的分布情況。
發(fā)藍(lán)斷口分三區(qū)，即表面區(qū)（S）、中間區(qū)（M）和中心區(qū)（C），評(píng)定時(shí)應(yīng)考慮夾雜物長(zhǎng)度大于1mm，每個(gè)區(qū)間的夾雜物總量和它們的長(zhǎng)度，對(duì)夾雜物類型沒(méi)有區(qū)分。
圖2：發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)區(qū)域劃分示意圖
2.2討論
經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證確定：高、中、低碳合金鋼，高碳鉻軸承鋼，高碳鉻不銹軸承鋼等的發(fā)藍(lán)斷口檢驗(yàn)熱處理工藝調(diào)整為880℃保溫一段時(shí)間（奧氏體均勻化）后，在油或水中淬火得到淬火馬氏體組織，然后570℃~590℃進(jìn)行高溫回火，獲得回火索氏體組織，待試樣空冷至300℃~350℃（藍(lán)脆溫度）時(shí)打斷。此時(shí)斷口檢驗(yàn)面為均勻明顯的深藍(lán)色，夾雜物顯示清晰。由于在藍(lán)脆溫度下直接打斷試樣即可觀察，所以不存在斷面烤藍(lán)不均、斷面氧化、斷面存在油污等影響夾雜物評(píng)定的不利因素。發(fā)藍(lán)斷口試樣的斷口形貌如圖3~5所示。
GCr15SiMn φ42 橫向發(fā)藍(lán)斷口
GCr15SiMn φ50 橫向發(fā)藍(lán)斷口
GCr15SiMn φ130 縱向發(fā)藍(lán)斷口
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