12Cr2Mo1屬于低合金珠光體耐熱鋼，在高溫下具有良好的耐蠕變性能，特別是它具有良好的抗氫性能，所以被廣泛用于加氫反應(yīng)器的制造。因?yàn)榧託浞磻?yīng)器一般是高壓，所以作為其一部分的彎頭通常采用鍛件進(jìn)行加工。無縫彎頭的制作是靠彎模使無縫管坯彎曲和擠壓成形，根據(jù)管坯是否加熱又可分為冷彎成形和熱彎成形兩種。下面介紹的屬于熱彎成形，在其加工成形后，材料表面有裂紋出現(xiàn)，有裂紋的彎頭不能作為加氫反應(yīng)器連接用件。本文分析了其裂紋產(chǎn)生的原因。

試驗(yàn)用材為某廠生產(chǎn)的不合格彎頭。彎頭的成型生產(chǎn)工藝如下：加熱——熱壓成型——熱處理——檢測。

(1)加熱：將彎頭毛坯放在加熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度1000℃。

(2)熱壓成型：將加熱后的毛坯置于專用模具內(nèi)，在壓力機(jī)上熱壓成型。

(3)熱處理：將熱壓成型后的彎管放在熱處理爐內(nèi)，正火溫度1050℃保溫15min；回火溫度760℃保溫60min，隨爐冷卻。

(4)檢測：將成型后的彎管放在平臺(tái)上檢測彎管的角度、平面度、波浪度、表面有無裂紋等。

無損檢測結(jié)果：宏觀檢查發(fā)現(xiàn)其表面有少許較明顯的裂紋；通過滲透檢測的方法觀察其表面存在大量裂紋，裂紋最密集處為0.4444個(gè)/cm2。裂紋特點(diǎn)是主要集中在彎頭的拉伸面、彎曲面的一端，裂紋方向非常不規(guī)則，有橫向、縱向并有和拉伸面切線方向大致呈45°角的裂紋，直板尺測量得出表面裂紋長度最長可達(dá)5～7mm。在解剖彎頭后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部也存在裂紋。

通過在金相顯微鏡下觀察分析，彎頭產(chǎn)生的裂紋類型屬沿晶斷裂，其夾雜物含量均在允許范圍內(nèi)，夾雜物含量如下：A類(硫化物)O級；B類(氧化物)0.5～l級；C類(硅酸鹽)O級。其晶粒度等級為8.5～8級，同樣是在規(guī)定的范圍內(nèi)，符合要求。那么產(chǎn)生裂紋的原因只有一種可能就是彎頭在加工過程中材料有過熱現(xiàn)象。

加工彎頭前的鍛件是經(jīng)過加熱鍛造出來的，此外鍛件成型后還要經(jīng)過正火(920℃，保溫4小時(shí))加回火(720℃，保溫6h)處理，彎頭成型前又要加熱至1000℃。在這幾個(gè)階段彎頭材料都要經(jīng)受高溫的考驗(yàn)，容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致材料晶粒粗大、晶界弱化。在熱壓成型過程中。材料要承受很大的應(yīng)力作用，此時(shí)弱化的晶界極易成為裂紋萌生和擴(kuò)展的路徑。雖然經(jīng)過晶粒度評級，認(rèn)定其晶粒度為8.5～8級，符合要求，這點(diǎn)似乎與金相圖片顯示彎頭為沿晶斷裂是因?yàn)檫^熱相矛盾，因?yàn)檫^熱會(huì)導(dǎo)致材料晶粒粗大。但是彎頭在成型后又經(jīng)歷了一次改善其組織的正火加回火處理，這種處理可以細(xì)化晶粒，這就可以解釋為什么材料晶粒度正常而又是因?yàn)檫^熱而產(chǎn)生沿晶斷裂。

綜上所述，得出裂紋產(chǎn)生原因如下：彎頭材料在加工過程中有過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致晶粒粗大、晶界弱化，在加工應(yīng)力作用下致使其沿晶斷裂。（榕霖）