钢舵轴锻件白点缺陷分析及高频感应加热设备热处理工艺改进

钢舵轴锻件是舰船设备重要零件，采用碱性电炉冶炼和水压机锻造成形。舵轴锻后进行高频感应加热设备热处理，其热处理工艺生产中发现，舵轴矩形法兰与  轴身连接处出现多条裂纹，长度为15 -160mm，致使工件不合格报废，经济损失很大。

舵轴解剖试片断口分析可以看出，在舵轴表面裂纹区域内部，发现众多金属流线特征相同的裂纹。从断口特征和形貌分析，确定该裂纹是白点缺陷。目前观点认为，白点是由于钢中氢含量高并伴有应力作用下产生的内部裂纹。一般来说，钢中氢含量在2～3cm/100g以下时，不会产生白点缺陷。研究发现，钢锭浇铸、凝固及锻造加工中，钢中可排出1.5～2.Scm3/100g氢气。因而可以推断认为，为了使锻件缓冷后不产生白点缺陷，钢中氢含量应少于3.5-4.Ocm3/100go 而实际生产中，按常规（非真空技术）法生产的钢锭（材）中，氢含量均大于此数值。检验表明，已发现的表面裂纹是锻件内部白点暴露和扩展的表征。钢是白点敏感性最强的钢种之一。进一步对高频感应加热设备热处理工艺进行了锻件氢含量计算，计算表明，经过工艺A(等温扩氢24h)、工艺B(等温扩氢40h)处理以后，大型舵轴内氢含量分别为2.10cm/100g和1.61cm/i009，避免了白点缺陷形成；而法兰及附近区域氢含量计算值为3.12cm/100g和2.87cm/100g，结果计算和检验均证实该处有大量白点缺陷形成。矩形法兰及附近产生白点的原因，是由于等温扩氢时间不足和氢含量高所致。

经计算给出，如果大型舵轴锻件内氢含量减少至2.10cm/100g，可防止产生白点缺陷，据此计算出工件等温扩氢所需时间。经计算，工件在640。C等温扩氢时间为100h。在检验和分析计算的基础上，确定改进的锻后热处理工艺曲线。钢舵轴不同含氢时防止白点工艺。

钢舵轴大锻件采用改进高频感应加热设备热处理工艺后，工件经低倍组织检验、超声波探伤和解剖试验分析测试均未发现工件存在白点缺陷，工件质量优良，生产效果良好。