1.4112钢的C和CR含量高，因此具有很高的淬透性和良好的耐磨性[1]，因此在恶劣环境中得到广泛应用。 由于其含碳量高，韧性低，容易发生脆性断裂[2]。 在中国，这种钢已被开发为航空航天的尖端材料。 近年来，随着该钢种在不锈钢、轴承、工具等行业的推广应用[3]，国内特钢企业进行了少量生产，多用于制造冲击载荷较小的零件或工具[4]。 自 14112钢是一种高碳马氏体不锈钢，塑性差，延展性温度范围窄[5]，生产时容易出现硬质合金开裂，因此钢必须报废或锻造。 自2017年加热介质更换以来，探伤合格率一直在波动，与以前相比出现了较大的下降。 最近，它下降到47%，并且有明显的漏洞，这严重影响了公司的合同交付率。 因此，提高探伤合格率成为本文的主要研究方向。
根据成品规格，14112钢铁生产工艺：
1）冶炼压铸1000吨精锻木材（简称1000直木）或1800吨快锻+1000吨精锻木材（简称1800+1000复合木材）生产120毫米剥皮木材。
2）冶炼压铸1800吨精锻木材（简称1800直木），生产直径121 150毫米的剥皮木材。
3）冶炼、压铸3150吨快锻1800吨精锻木材（简称3150+1800复合木材）或1800吨精锻+3150吨快锻+1800吨精锻（简称1800+3150+1800复合木材），生产直径151300毫米的剥木。
4）冶炼压铸3150吨快锻（简称3150直钢）生产301毫米剥皮材料。
2号炼钢厂：主要设备包括1台30吨非真空感应炉、1台30吨普通功率电弧炉、2台30吨低频炉、1台30吨VOD VHD炉、1台30吨VD炉和5条小车坑铸造线。 根据锻造厂的要求，初级钢水经LF精炼炉和VD炉脱气后即可浇注。 1吨或吨或10吨或10吨13吨可调主轴型。
锻造厂：分为旧线和新线。 老生产线主要设备包括1000吨精密锻造机、2000吨快锻机和3500吨快锻机。 新生产线成立于2010年，主要设备包括1800吨精密锻造机和3150吨快速精锻机。 加热设备包括环形加热炉和箱式加热炉，加热介质由水气改为天然气。
运输方式：带隔热罩的汽车。
1.4112钢种相当于国产9Cr18MOV钢种，可用于制造不锈钢屑、机械刀具和剪切工具等材料。 为了提高切削性能，大多数用户要求钢中的硫质量分数为0015%～0.030%控制。 化学成分见表1。
新生产线中出现的质量问题主要有两种类型：
一种是钢锭的尾部，是指铸锭尾部在锻造过程中的横向开裂和掉落，俗称尾部掉落，见图1。
图1在锻造开始时发生尾部掉落。
一是成品材料的探伤不相容性，探伤波大多在20dB以下，甚至底部波也消失了，即探伤波（f b）。 在成品木材截面的中心区域，有肉眼可见的孔，见图2。
图2成品端面中央有一个可见的孔。
取不相容材料的低倍率截面进行检查，见图3。 低放大倍率定性是中心孔。 从低倍率可以看出，随着损伤波的增加，低倍率上的中心缺陷变得越来越严重。 图3（a）标本有肉眼可见的小孔; 图3（b）和（c）在试样的中心区域有非常明显的孔洞，与图2中的缺陷一致。
图3具有不同损伤波的定性胶片的低放大倍率：（a） 14 dB; （b） f=b 试件 1; （c） F=B 试件 2
将探伤不相容的低倍率试片（图4）切割，将有缺陷的部分制成小样品进行高倍率分析。 图4（a）显示了一个带有轻损伤波的标本，该标本被横向切割，在中心区域有一个小孔。 图4（b）显示了一个具有重伤波的标本，该标本是纵向切割的。 在高倍率下，可以观察到孔，并且在孔附近有碳化物，其中网状碳化物沿着碳化物开裂。
图4具有不同损伤波的定性胶片的高放大倍率：（a） 14 dB; （b）f=b
2015年采用大主轴型时，脱尾比例占657%，这会影响总产量[6]。
钢锭尾部脱落异常，主要是因为钢锭尾部产生内应力，由内向外开裂。 分析内应力的原因是铸锭脱模时间太晚，脱模后铸锭尾部温度低。 当中心温度冷却到相变温度点（ar1）以下时，如果继续冷却，冷却速度过大，铸锭中心会产生较大的拉应力，导致尾部脱落[6]。
通过进一步的数据统计和研究分析，认为尾部下降的第二个原因是加热炉的等待温度低。 由于该牌号是高碳马氏体钢，因此在脱模过程中获得了马氏体组织。 由于铸锭预热不足，高温铸锭放入加热炉后，由于炉温较低，对铸锭没有起到保温或加热的作用，而是进一步降低了铸锭中心的温度，增加了岩芯的应力。 第三个原因是，在钢锭平均温度之后，在低温加热过程中，钢锭的温度过快，由于钢的导热性差，内外应力进一步增加，形成较大的热应力和组织应力，导致内部横向开裂。 在锻造初期，在外力作用下，钢锭或钢坯经过加工变形后表面出现裂纹，严重时会出现掉尾问题，见图1。
针对探伤的不相容性，结合铸锭类型和工艺路线，根据成品材料数量计算探伤合格率。 旧行使用 071吨主轴型和新线9对于0t主轴生产的成品材料，探伤合格率非常好; 并采用了新生产线。 1 和 52t主轴式生产的成品材料探伤合格率不好，尤其是前两种铸锭式，探伤合格率更低，见表2。
因此，为了找出影响探伤合格率的真正原因，结合高低倍率检测结果，收集了现场生产记录、图像等信息和品种工艺规程进行技术分析。 通过对比，本研究中样品的高低倍率缺陷与之前探伤的缺陷相同，如图3和图4所示。
进一步的调查分析表明，存在这样的规律：
1）钢锭持有时间过长。受生产组织、设备故障等因素影响，钢锭的保温时间比工艺所需的时间长。
2）现场人员对保持时间的理解存在差异。有人员认为，当环形炉出的钢锭第三阶段进入第四阶段（保温段）时，保温时间的定时开始，而不是当炉温达到规定要求时。
3）中间坯料的再烧时间过长。超过要求的时间。
4）绝缘符合规定要求，但探伤仍不一致。整炉温度均匀，保温时间完全满足工艺规范要求。 在生产条件具备的情况下，对前半炉生产的钢锭的探伤全部合格。 但由于小钢锭数量多，锻造时间长，炉后放出的钢锭在高温段停留时间过长，所生产物料探伤合格率大大降低。
5）由于设备故障，为保证生产的连续性，现场操作人员通常在规定要求的下限温度下加热和保温。但是，由于无法确定具体的故障排除时间，为了提高生产效率，操作人员没有按要求进行冷却处理，人为地导致保温时间过长。
6）装锭、红送、装炉过程中出现意外故障，导致钢锭进炉温度低、尾部掉落。在锻造过程中，液滴末端的截面裂纹向内延伸，导致探伤失败。
7）加热介质由水、煤、蒸汽改为天然气后，探伤不相容的发生率比以前高。
为了提高切削性能，要求钢中的硫质量分数为0015%～0.030%控制。 结合探伤，锰硫比无明显对应关系，试验030% mn 和 060%MN，它们都有缺陷检测不相容的发生，并且不相容的发生符合上述常见问题。 但为了保证钢水的脱氧和材料性能，锰含量不宜过低。
除了铸锭的尺寸、铸锭的保温时间、成品的规格不同外，其他工艺参数，如化学成分控制、铸锭加热和炉温、中间坯的再烧温度、中间坯的变形等，在热量和生产批次之间没有太大区别。
通过以上讨论分析，为解决探伤不一致问题，调整方向应为中间坯料的保锭时间和再烧时间。
由于加热介质的变化，天然气的热值高于水和煤气，加热速度也比水煤气快。 如果仍按原工艺进行加热，难免对易过热、导热性差、穿孔的品种进行探伤不相容。
通过以上分析讨论，对采用新加热介质后新生产线的生产工艺进行了优化
1）为避免掉尾，继续采用高温红输送，开辟绿色通道，首先保证将该品种放入炉内，等待温度由原来的550 600°C提高到650 700°C。
2）如果在红进料过程中发生意外，导致入炉的钢锭温度低于常规温度，应调整加热炉的等待温度（t1）以满足钢锭尾部的平均温度（t2）：t1=t2+（150 10）°C，等待温度不应超过700°C。
3）炉膛平均后，低温段升温速率控制50°C h。
4）优化铸锭加热工艺：保温温度为1140 1160°C，保温时间为4 8 h。
5）优化坯料加热工艺：再烧温度为1140-1160°C，再烧时间为15 3 小时控制。
6）对生产组织的要求：由于设备故障或其他原因，热停机不能按时烘烤，调整到保温下限。当总保温时间达到上限时，仍无法烘烤生产时，温度降至800 1000°C; 当生产条件满足时，温度升高，加热速度不受限制，物料温度达到工艺要求的保温温度，保温时间按原工艺生产。 当温度冷却到800 1000°C，8小时后仍不能生产时，应遵守有关管理规定。
根据上述优化方案，采用合适的铸锭型式，保证加工比，共冶炼5炉钢。 生产过程加强了红色交付的紧凑性。 在锻造过程中，没有出现掉尾问题，共生产了125件材料，全部合格。 自 2017 年 10 月以来，新生产线的批量缺陷检测首次实现了 100% 的合格率，如表 3 所示。
1）对于加热介质的更换，对于高碳高合金比的特殊品种，应调整红进料和加热工艺，避免出现掉尾、过热孔、探伤不相容等缺陷。
2）钢种含CR高，含Mo、V，都是易形成碳化物的元素。为了避免过热孔的发生，除了降低加热温度外，还需要注意保温时间，尤其是在加热介质或炉子发生变化之后。
3）钢种含有较高的C和Cr，并含有Mo和V，增加了铸锭的内应力。为避免因应力而掉尾，应保证高温，炉膛温度应控制在650 700°C。
4）本钢种为高碳高合金钢，为保证凝固质量，应严格控制浇注温度，采用热周转包冶炼，防止高温浇注造成铸锭跑偏、中心松动等质量缺陷。
5）生产质量。对于容易发现缺陷的品种，除了从专业角度进行科学分析，从工艺规划上加强技术支持外，在生产组织方面，要认真执行工艺规程，准确理解保温时间的概念。
6）对于这种钢种，锰含量不是导致探伤不相容的影响因素，降低锰含量或降低锰硫比以节省成本是可行的。
7）该钢种不适用于冷锭。在采用冷锭生产时，冶金学家需要结合本文的描述，进一步研究冷锭的加热过程。
引用。 
文章** — 金属世界。