合金钢坯料异常断口分析

Ф30mm外径的38CrMoAl锻坯料，在落料时发现断口异常：断面呈契形，并有裂纹（图1中箭头所指）。

在断口处，垂直裂纹并沿轴线纵向剖开，经磨制、浸蚀后可看到裂纹附近纵向分布的组织呈带状偏析形貌，如图2所示。

在显微镜下，带状偏析形貌，如图3所示。由于偏析（即成分偏析）致使基体组织呈现出上贝氏体、下贝氏体及马氏体的混合组织形貌，如图4所示。

在白亮马氏体区域测得维氏硬度为733~766HV0.2（约62.0HRC），而在深色区维氏硬度为345~396HV0.2。

由于组织偏析，必然引发明显的组织应力，致使局部区域产生断续分布的裂纹，如图5所示。

此种缺陷是由于原始材料的中心偏析未能改善，轧制棒材时遗留所致。

图1

说明：38CrMoAl坯料落料时产生的异常楔形断面。断面上还发现有裂纹（箭头所指）。断口呈放射状条纹的脆性断裂。

图2

说明：断口附近纵向截取面上可看到近中心区有明显的带状组织偏析。图中黑色条状即组织偏析区。

图3

图4

说明：经4%硝酸酒精溶液浸蚀后的组织形貌，属带状偏析的组织形貌。图4为图3局部区域的高倍形貌。白（浅）色区域内可看到淡色针状马氏体；在深色区域内可看到上贝氏体，黑色针状为下贝氏体组织。由于成分偏析，使得各区域的临界点不同，在同一冷却条件下可获得不同的组织。

图5

说明：经4%硝酸酒精溶液浸蚀组织形貌。上述试样在相同冷却条件发生不同的组织转变，基体内产生明显的组织应力，极易发生局部开裂，形成断续分布的裂纹。