知识分享：42CrMo无缝钢管淬火后开裂原因分析与对策

 42CrMo材料是作为减速机结构件的一个重要钢种，对于用这种钢材制造的零部件，要求有强度和韧性良好配合的综合机械性能。由于目前设备、材料及工艺技术操作难于掌握，调质过程中容易使某些零件产生开裂事故，而这些零件与其他零件相比有其明显的特点，只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

通常来说，影响锻件调质处理质量的主要因素包括：
（1）成分偏析。42CrMo钢属于中碳合金结构钢，其原材料常存在带状偏析。当经过热压力加工（锻、轧）后，仍保留有成分偏析，经860℃淬火后将出现B上+M混合组织，而B上的冲击韧性是很差的，这种偏析可从退火组织中看到。从42CrMo带状成分偏析能谱分析结果中可以看到铁素体带中的Mo含量比珠光体带中Mo含量高5～6倍，偏析条纹内某些元素的富集十分严重。
（2）气体和夹杂物。42CrMo钢尤其是大截面的原材料中不可避免地含有气体和夹杂物，对中碳合金结构钢而言，由于碳和合金元素的偏析，即使残余含氢量在1.5～2.0ppm，也可能导致锻件在偏析处产生开裂。此外，铝元素的存在对钢也有害：在酸性钢中，当铝含量＞0.005%时，铝在脱氧时形成了具有锐角的氧化物，会大大降低这种钢的塑性；在碱性钢中，当铝含量＞0.1%时，铝在钢中形成了沿晶界分布的氮化铝，使钢的室温塑性降低。
（3）锻造温度。由于42CrMo钢内部有偏析，当42CrMo钢在氧化性气氛中加热接近固相线，如42CrMo钢始锻温度在1200～1220℃，在此高温持续时间过长就容易产生析出物或杂质等，偏析的晶界因熔点低就有可能开始熔化，氧通过熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物，这样会产生局部过烧，形成随后热加工中的重大缺陷之一。
（4）锻造比。当锻造比不足，工件中心变形小，偏析和钢锭原铸态组织仍局部保留，常见的就是钢材的偏析、疏松、微孔等缺陷，粗晶也是最常见的缺陷。锻比过大，机械性能异向性增大，横向机械性能降低较多。
    试验研究表明，42CrMo钢因锻造工艺、热处理工艺等问题，淬火后获得混合组织和复杂的应力分布，工件常常成批开裂或较多地开裂；42CrMo钢锻件经Ac1～Ac3两相区加热淬火，得到马氏体、铁素体的复合组织，消除了常规淬火断口上出现的二次裂纹，马氏体和铁素体构成的复合组织具有最佳强韧性配合；不论42CrMo钢以何种原始状态进行亚温淬火、高温回火后的冲击韧度均明显优于常规调质；对易开裂锻件采用可控气体多用炉进行等温淬火、高温回火、更为稳妥。