肖乾发, 梁霄鹏, 姚春臣, 许晓波, 罗青云, 丁 洵, 李 耀

(1.江南工业集团有限公司, 湘潭 411207；2.中南大学 材料科学与工程学院, 长沙 410083)

大型筒形件作为某些特殊用容器的关键部件，不能出现任何裂纹缺陷。目前，对于大直径、超长、变壁厚的筒形件多采用旋压工艺，该方法不仅能节约材料，还能利用加工硬化提升结构强度。但是，金属管状材料旋压性能受材料本身组织和旋压工艺的双重影响，任一环节存在偏差均可能使筒形件发生开裂。

一批材料为30CrMnSiA钢的大型筒形件在旋压加工过程中发生开裂。笔者通过理化检验等方法，分析了该筒形件开裂的原因，以确保产品质量和可靠性，确保生产进度。

1 理化检验

1.1 宏观观察

旋压开裂发生在筒形件旋压的一端(见图1)，裂纹较多，裂纹相互连接形成碎块并脱落，在筒形件上留下一些孔洞。

图1 旋压开裂筒形件的宏观形貌Fig.1 Macro morphology of spinning cracking cylindrical part

1.2 化学成分分析

检查该批筒形件原材料的进厂验收情况，其材料的状态和化学成分均满足技术要求。从旋压开裂筒形件取样进行化学成分分析，结果见表1，其化学成分亦满足标准的技术要求。

表1 旋压开裂筒形件的化学成分Tab.1 Chemical compositions of spinning cracking of cylindrical part

1.3 断口分析

从筒形件断口处取样，采用扫描电镜(SEM)进行观察。由图2可知，断口已被污染，较难找到最先发生断裂的位置，断口可见部分球形污染物[1]或材料自身的夹杂物。

图2 旋压开裂筒形件的断口微观形貌Fig.2 Fracture micro morphology of spinning cracking cylindrical part

从筒形件断口附近取样，抛光后进行表面形貌观察。由图3可知，很多位置存在不规则形状的化合物,这些化合物主要为含氮和钛的化合物。……