ϕ60mm GCr15轴承钢棒材用来加工轴承套圈。用户在热冲锻加工轴承套圈时，在半成品的套圈表面上产生宽400μm、深600μm左右的纵向裂纹，在其附近还有一条细小的纵向裂纹，如图9-47所示。轴承套圈用材对性能有较严格的要求：满意的强度指标，良好的韧性、塑性性能，合理的成分和组织，良好的工艺性和经济性等。冲锻件裂纹的产生表明钢材存在潜在的冶金缺陷，对制造套圈构成威胁，因此弄清楚裂纹的性质及产生原因十分重要。
图9-47 在热冲锻中轴承套圈表面产生的纵向裂纹
1.检验结果
为分析裂纹产生的原因，进一步确定裂纹产生的本质，对裂纹试样和母材用光谱仪测定了化学成分，进行了低倍酸蚀，纵向和横向金相组织和缺陷观察等检验。
1）从试样的纵截面观察发现，有A类夹杂物，级别为2.0级，还有B类夹杂物，级别为1.5级，组织正常，均在合格范围之内。母材的夹杂物检验也在合格范围之内，未发现严重的冶金缺陷。
2）从半成品套圈的横向金相照片中发现有两处裂纹，一处类似折叠裂纹，裂纹在表面处的宽度为400μm，深600μm左右，裂纹前端弯曲，两侧稍有脱碳，具有折叠缺陷特征，如图9-48所示。裂纹前端未发现向前扩展迹象，如图9-49所示。另一处类似飞边缺陷，该处两侧有较深脱碳，如图9-50所示。在主裂纹附近还有一条宽50μm、深150μm的浅表面裂纹，如图9-51所示。
图9-48 母材金相看到的宽400μm，深600μm的折叠裂纹
在表面处稍有脱碳，裂纹前端弯曲，具有棒材表面折叠的特征。
图9-49 折叠裂纹前端未发现向前扩展迹象
图9-50 半成品套圈表面的飞边缺陷（该处两侧有较深脱碳）
图9-51 宽50μm深150μm的浅表面裂纹
3）从母材的金相照片上看到，其表面有一个类似划伤的表面缺陷。
4）母材的金相组织为珠光体和索氏体组织，有不连续的渗碳体网纹，晶粒粗大，如图9-52所示。在两块母材的酸洗低倍试样上都发现类似折叠的裂纹，如图9-53和图9-54所示。(www.xing528.com)
图9-52 母材的金相组织为珠光体和索氏体组织（有不连续的渗碳体网纹，晶粒粗大）
图9-53 母材发现的一条浅表面裂纹，具有折叠特征
2.缺陷分析与对策
（1）缺陷性质 从上述几张照片可以看出，在母材上存在明显的折叠裂纹，如果待加工钢料块存在肉眼没能发现的折叠裂纹，经冲孔和锻压就会使得表面裂纹扩大，形成肉眼可见的纵向裂纹。
分析认为，母材上的折叠裂纹是初轧时方形钢坯变形成圆形棒材，在自由宽展条件下轧件的高宽比过大和2次翻钢之间的压下量较大造成的。由于孔型的宽度大于钢坯的宽度，轧制钢坯时在侧面产生自由宽，使钢坯两侧出现双鼓形，即波浪形的凹凸状，其波峰波谷并不严格按照轧制方向伸展，在轧制过程中，起伏较大的一个波峰逐渐偏向一侧，就形成了表面折叠缺陷。
（2）消除折叠缺陷的措施
1）加强轧机的调整，避免在中间道次出耳子。
2）如孔型某部位磨出尖角，应及时修磨或更换。
3）加强导板的检查调整，保持工件表面光滑平整，以免划伤轧件。
4）坯料的沟槽要严格按照标准规定的长、宽、高来清理。
5）降低自由宽展条件下的高宽比，控制两次翻钢之间的压下量。
6）严格控制轧制工艺，可避免折叠缺陷，防止冲锻裂纹的产生。
图9-54 母材低倍检验发现的折叠裂纹
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