1.4112鋼的C和CR含量高，因此具有很高的淬透性和良好的耐磨性[1]，因此在惡劣環境中得到廣泛應用。 由於其含碳量高，韌性低，容易發生脆性斷裂[2]。 在中國，這種鋼已被開發為航空航天的尖端材料。 近年來，隨著該鋼種在不鏽鋼、軸承、工具等行業的推廣應用[3]，國內特鋼企業進行了少量生產，多用於製造衝擊載荷較小的零件或工具[4]。 自 14112鋼是一種高碳馬氏體不鏽鋼，塑性差，延展性溫度範圍窄[5]，生產時容易出現硬質合金開裂，因此鋼必須報廢或鍛造。 自2017年加熱介質更換以來，探傷合格率一直在波動，與以前相比出現了較大的下降。 最近，它下降到47%，並且有明顯的漏洞，這嚴重影響了公司的合同交付率。 因此，提高探傷合格率成為本文的主要研究方向。
根據成品規格，14112鋼鐵生產工藝：
1）冶煉壓鑄1000噸精鍛木材（簡稱1000直木）或1800噸快鍛+1000噸精鍛木材（簡稱1800+1000復合木材）生產120公釐剝皮木材。
2）冶煉壓鑄1800噸精鍛木材（簡稱1800直木），生產直徑121 150公釐的剝皮木材。
3）冶煉、壓鑄3150噸快鍛1800噸精鍛木材（簡稱3150+1800復合木材）或1800噸精鍛+3150噸快鍛+1800噸精鍛（簡稱1800+3150+1800復合木材），生產直徑151300公釐的剝木。
4）冶煉壓鑄3150噸快鍛（簡稱3150直鋼）生產301公釐剝皮材料。
2號煉鋼廠：主要裝置包括1臺30噸非真空感應爐、1臺30噸普通功率電弧爐、2臺30噸低頻爐、1臺30噸VOD VHD爐、1臺30噸VD爐和5條小車坑鑄造線。 根據鍛造廠的要求，初級鋼水經LF精煉爐和VD爐脫氣後即可澆注。 1噸或噸或10噸或10噸13噸可調主軸型。
鍛造廠：分為舊線和新線。 老生產線主要裝置包括1000噸精密鍛造機、2000噸快鍛機和3500噸快鍛機。 新生產線成立於2010年，主要裝置包括1800噸精密鍛造機和3150噸快速精鍛機。 加熱裝置包括環形加熱爐和箱式加熱爐，加熱介質由水氣改為天然氣。
運輸方式：帶隔熱罩的汽車。
1.4112鋼種相當於國產9Cr18MOV鋼種，可用於製造不鏽鋼屑、機械刀具和剪下工具等材料。 為了提高切削效能，大多數使用者要求鋼中的硫質量分數為0015%～0.030%控制。 化學成分見表1。
新生產線中出現的質量問題主要有兩種型別：
一種是鋼錠的尾部，是指鑄錠尾部在鍛造過程中的橫向開裂和掉落，俗稱尾部掉落，見圖1。
圖1在鍛造開始時發生尾部掉落。
一是成品材料的探傷不相容性，探傷波大多在20dB以下，甚至底部波也消失了，即探傷波（f b）。 在成品木材截面的中心區域，有肉眼可見的孔，見圖2。
圖2成品端麵中央有乙個可見的孔。
取不相容材料的低倍率截面進行檢查，見圖3。 低放大倍率定性是中心孔。 從低倍率可以看出，隨著損傷波的增加，低倍率上的中心缺陷變得越來越嚴重。 圖3（a）標本有肉眼可見的小孔; 圖3（b）和（c）在試樣的中心區域有非常明顯的孔洞，與圖2中的缺陷一致。
圖3具有不同損傷波的定性膠片的低放大倍率：（a） 14 dB; （b） f=b 試件 1; （c） F=B 試件 2
將探傷不相容的低倍率試片（圖4）切割，將有缺陷的部分製成小樣品進行高倍率分析。 圖4（a）顯示了乙個帶有輕損傷波的標本，該標本被橫向切割，在中心區域有乙個小孔。 圖4（b）顯示了乙個具有重傷波的標本，該標本是縱向切割的。 在高倍率下，可以觀察到孔，並且在孔附近有碳化物，其中網狀碳化物沿著碳化物開裂。
圖4具有不同損傷波的定性膠片的高放大倍率：（a） 14 dB; （b）f=b
2015年採用大主軸型時，脫尾比例佔657%，這會影響總產量[6]。
鋼錠尾部脫落異常，主要是因為鋼錠尾部產生內應力，由內向外開裂。 分析內應力的原因是鑄錠脫模時間太晚，脫模後鑄錠尾部溫度低。 當中心溫度冷卻到相變溫度點（ar1）以下時，如果繼續冷卻，冷卻速度過大，鑄錠中心會產生較大的拉應力，導致尾部脫落[6]。
通過進一步的資料統計和研究分析，認為尾部下降的第二個原因是加熱爐的等待溫度低。 由於該牌號是高碳馬氏體鋼，因此在脫模過程中獲得了馬氏體組織。 由於鑄錠預熱不足，高溫鑄錠放入加熱爐後，由於爐溫較低，對鑄錠沒有起到保溫或加熱的作用，而是進一步降低了鑄錠中心的溫度，增加了巖芯的應力。 第三個原因是，在鋼錠平均溫度之後，在低溫加熱過程中，鋼錠的溫度過快，由於鋼的導熱性差，內外應力進一步增加，形成較大的熱應力和組織應力，導致內部橫向開裂。 在鍛造初期，在外力作用下，鋼錠或鋼坯經過加工變形後表面出現裂紋，嚴重時會出現掉尾問題，見圖1。
針對探傷的不相容性，結合鑄錠型別和工藝路線，根據成品材料數量計算探傷合格率。 舊行使用 071噸主軸型和新線9對於0t主軸生產的成品材料，探傷合格率非常好; 並採用了新生產線。 1 和 52t主軸式生產的成品材料探傷合格率不好，尤其是前兩種鑄錠式，探傷合格率更低，見表2。
因此，為了找出影響探傷合格率的真正原因，結合高低倍率檢測結果，收集了現場生產記錄、影象等資訊和品種工藝規程進行技術分析。 通過對比，本研究中樣品的高低倍率缺陷與之前探傷的缺陷相同，如圖3和圖4所示。
進一步的調查分析表明，存在這樣的規律：
1）鋼錠持有時間過長。受生產組織、裝置故障等因素影響，鋼錠的保溫時間比工藝所需的時間長。
2）現場人員對保持時間的理解存在差異。有人員認為，當環形爐出的鋼錠第三階段進入第四階段（保溫段）時，保溫時間的定時開始，而不是當爐溫達到規定要求時。
3）中間坯料的再燒時間過長。超過要求的時間。
4）絕緣符合規定要求，但探傷仍不一致。整爐溫度均勻，保溫時間完全滿足工藝規範要求。 在生產條件具備的情況下，對前半爐生產的鋼錠的探傷全部合格。 但由於小鋼錠數量多，鍛造時間長，爐後放出的鋼錠在高溫段停留時間過長，所生產物料探傷合格率大大降低。
5）由於裝置故障，為保證生產的連續性，現場操作人員通常在規定要求的下限溫度下加熱和保溫。但是，由於無法確定具體的故障排除時間，為了提高生產效率，操作人員沒有按要求進行冷卻處理，人為地導致保溫時間過長。
6）裝錠、紅送、裝爐過程中出現意外故障，導致鋼錠進爐溫度低、尾部掉落。在鍛造過程中，液滴末端的截面裂紋向內延伸，導致探傷失敗。
7）加熱介質由水、煤、蒸汽改為天然氣後，探傷不相容的發生率比以前高。
為了提高切削效能，要求鋼中的硫質量分數為0015%～0.030%控制。 結合探傷，錳硫比無明顯對應關係，試驗030% mn 和 060%MN，它們都有缺陷檢測不相容的發生，並且不相容的發生符合上述常見問題。 但為了保證鋼水的脫氧和材料效能，錳含量不宜過低。
除了鑄錠的尺寸、鑄錠的保溫時間、成品的規格不同外，其他工藝引數，如化學成分控制、鑄錠加熱和爐溫、中間坯的再燒溫度、中間坯的變形等，在熱量和生產批次之間沒有太大區別。
通過以上討論分析，為解決探傷不一致問題，調整方向應為中間坯料的保錠時間和再燒時間。
由於加熱介質的變化，天然氣的熱值高於水和煤氣，加熱速度也比水煤氣快。 如果仍按原工藝進行加熱，難免對易過熱、導熱性差、穿孔的品種進行探傷不相容。
通過以上分析討論，對採用新加熱介質後新生產線的生產工藝進行了優化
1）為避免掉尾，繼續採用高溫紅輸送，開闢綠色通道，首先保證將該品種放入爐內，等待溫度由原來的550 600°C提高到650 700°C。
2）如果在紅進料過程中發生意外，導致入爐的鋼錠溫度低於常規溫度，應調整加熱爐的等待溫度（t1）以滿足鋼錠尾部的平均溫度（t2）：t1=t2+（150 10）°C，等待溫度不應超過700°C。
3）爐膛平均後，低溫段公升溫速率控制50°C h。
4）優化鑄錠加熱工藝：保溫溫度為1140 1160°C，保溫時間為4 8 h。
5）優化坯料加熱工藝：再燒溫度為1140-1160°C，再燒時間為15 3 小時控制。
6）對生產組織的要求：由於裝置故障或其他原因，熱停機不能按時烘烤，調整到保溫下限。當總保溫時間達到上限時，仍無法烘烤生產時，溫度降至800 1000°C; 當生產條件滿足時，溫度公升高，加熱速度不受限制，物料溫度達到工藝要求的保溫溫度，保溫時間按原工藝生產。 當溫度冷卻到800 1000°C，8小時後仍不能生產時，應遵守有關管理規定。
根據上述優化方案，採用合適的鑄錠型式，保證加工比，共冶煉5爐鋼。 生產過程加強了紅色交付的緊湊性。 在鍛造過程中，沒有出現掉尾問題，共生產了125件材料，全部合格。 自 2017 年 10 月以來，新生產線的批量缺陷檢測首次實現了 100% 的合格率，如表 3 所示。
1）對於加熱介質的更換，對於高碳高合金比的特殊品種，應調整紅進料和加熱工藝，避免出現掉尾、過熱孔、探傷不相容等缺陷。
2）鋼種含CR高，含Mo、V，都是易形成碳化物的元素。為了避免過熱孔的發生，除了降低加熱溫度外，還需要注意保溫時間，尤其是在加熱介質或爐子發生變化之後。
3）鋼種含有較高的C和Cr，並含有Mo和V，增加了鑄錠的內應力。為避免因應力而掉尾，應保證高溫，爐膛溫度應控制在650 700°C。
4）本鋼種為高碳高合金鋼，為保證凝固質量，應嚴格控制澆注溫度，採用熱周轉包冶煉，防止高溫澆注造成鑄錠跑偏、中心鬆動等質量缺陷。
5）生產質量。對於容易發現缺陷的品種，除了從專業角度進行科學分析，從工藝規劃上加強技術支援外，在生產組織方面，要認真執行工藝規程，準確理解保溫時間的概念。
6）對於這種鋼種，錳含量不是導致探傷不相容的影響因素，降低錳含量或降低錳硫比以節省成本是可行的。
7）該鋼種不適用於冷錠。在採用冷錠生產時，冶金學家需要結合本文的描述，進一步研究冷錠的加熱過程。
引用。 
文章** — 金屬世界。