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铸钢丸质量现状及改善途径 大连市理化协会 许德隆 邵学渊 孙盛玉 摘要：阐述了铸件清理用的铸钢丸的质量现状。通过对不同产地铸钢丸的剖析，发现存 在裂纹、疏松、夹杂等缺陷：此外还存在粗大马氏体及严重的二次网状碳化物，从而降低了 钢丸的使用寿命，影响了清理工作效率。文章还从多方面提出了改进途径。 关键词：铸钢丸 裂纹 疏松 夹杂物 目前钢铁铸件清理用的金属磨料主要有铸钢丸、不锈钢丸、钢丝切丸及铸铁丸等。由于 铸钢丸的生产成本较低，且具有一定的疲劳寿命，所以用得较多，而铸铁丸用得很少。国内 铸钢丸产地在山东、上海、大庆、南昌等省市。据一些用户反映，铸钢丸普遍存在的问题是 使用寿命低，经不住长时间的冲击负荷，易碎裂。由此而带来的问题是铸钢丸消耗大，清理 工作效率低，提高了生产成本。原因在哪里?通过对上述地区生产的铸钢丸随机抽取进行镶 嵌后剖析，发现存在的共性问题是铸钢丸存在裂纹、疏松、夹杂、气孔等问题，且较严重。 此外还存在粗大针状马氏体和二次网状碳化物及表面严重脱碳等显微组织缺陷。 1、裂纹 裂纹的产生，乃因融熔的高温过热钢水(1600℃)， 经雾化处理或用离心机甩出进入水池中，因急冷发生剧烈 的马氏体相变，伴随产生的组织应力和热应力之和，超过 材料的强度极限所致。这实际上是一种难以避免的淬火裂 纹。从直径0．3-0．4mm铸钢丸，都存在这种裂纹。冶金部 铸钢丸标准YB／T5149—93规定：“在10×放大镜下检验， 有裂纹的钢丸不得超过受检验总数的确15％(注：裂纹系 长宽比大于3，长度超过钢丸直径1／4的细小线性缺陷)990 图’碍镧丸甲裂纹嬲o100x 标准规定10x放大镜实际上是无法检验到裂纹的，必须将 铸钢丸镶嵌后放大100×，才能观察到各种微细裂纹缺陷， 才能作出正确的判断。 图l是d=1．4mra铸钢丸的裂纹。裂纹深度1／4d其 危害不言而喻，深度l／4d的裂纹，特别是多条裂纹共存， 也会在使用中扩展，其危害不可小视。通过对多个厂家铸 钢丸分析，有些厂家超出了YB／T5149．93的规定。 铸钢丸有一次丸和二次丸之分。所谓一次丸，即高温 融熔金属经雾化入水后经烘干和一次回火处理而成产品 出售；二次丸是经一次处理后再经二次热处理(淬火+回 霉2淬火爱绞扩忍僚况lOOX 火)，目的是细化晶粒和消除网状碳化物。但在二次热处 理过程中，由于工艺参数不当，这个目的并没有达到，反 而使原有裂纹又有所扩展，见图2，原有的裂纹在加热过 程中脱碳，而扩展部分并无脱碳，这就是裂纹扩展的佐证。 2、疏松 缩孔和疏松是铸件常见缺陷，普通铸件设有冒口以补 缩。小小铸钢丸是从高温液态金属急冷到室温，由于尺寸 效应，内外冷却会趋于一致。其实不然，由于表面和内部 冷却和收缩的不均一性，也会产生组织疏松，见图3，有 圈3袭clj疏松形成裂纹lOOX 84 的相当严重，中心疏松或表面疏松都有。疏松也会成为淬火裂纹源，引起淬火裂纹。 3、夹杂 由于在熔炼过程中脱氧、脱硫不善，导致硫化物和氧 化物乃至夹渣被带进铸钢丸中，见图4，为球状氧化物夹 杂。由于菲金属夹杂物本身的强度和塑性都很低，割裂了 铸钢丸的本体。许多情况下，非金属夹杂物是铸钢丸淬裂 及使用过程中发生破裂的原因之一。 在剖析多个厂家生产的铸钢丸均程度不同地存在疏 松和夹杂。 4、畸形丸 鹭4铸镪丸中非金属廷鳓100× 在所剖析铸钢丸中连体、尖角、空心及破碎等畸形丸 较多。在SEA标准中规定，异形颗粒比率为5％；而在 YD／T5149．93标准大大放宽了，标准规定“成品中长条状 (长短轴之比大于2)、连体、尖角、拖尾及破碎等畸形丸 总量应≤受检验量的10％。即便如此，也仅有个别厂家 接近这一标准，多数厂家达不到。如图5所示的连体丸， 凹陷丸，乃至完全空心的铸钢丸在检验中是屡见不鲜的。