总第２３７期
２０２０年１２月              　南　方　金　属ＳＯＵＴＨＥＲＮＭＥＴＡＬＳ
Ｓｕｍ．２３７Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０２０　
　收稿日期：２０２０－０５－２８；修订日期：２０２０－０６－３０
　作者简介：董凤奎（１９８９－），男，２０１２年毕业于安徽工业大学材料科学与工程学院，工程师。
　文章编号：１００９－９７００（２０２０）０６－００４３－０４
Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢连杆异常“亮线”原因分析
董凤奎，周成宏，麻国晓，刘文姗，曾　珊，周丽文
（宝武集团广东韶关钢铁有限公司，广东韶关５１２１２３）
摘　要：针对Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢车削后发现的内圈表面异常“亮线”问题，通过使用直读光谱仪（ＯＥＳ）、光学显微镜（ＯＭ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、碳硫分析仪等观察分析手段，对异样连杆进
行了化学成分检测、扫描电镜分析、金相检测、硬度检测、碳硫分析。结果表明：钢材内部存在严重的珠光体偏析区域，在车削过程中，车刀经过偏析区域时其硬度与正常区域不一致，硬度差异致使在这些区域与正常区域刀痕存在差别，形成目视观察的异常白亮线。关键词：Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢；连杆；偏析
中图分类号：ＴＧ１４２．１      文献标志码：Ａ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｂｎｏｒｍａｌ＂Ｂｒｉｇｈｔ ｌｉｎｅ＂ｏｆＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇＲｏｄｏｆＳｔｅｅｌＣ７０Ｓ６ＢＹ
ＤＯＮＧＦｅｎｇ ｋｕｉ，ＺＨＯＵＣｈｅｎｇ ｈｏｎｇ，ＭＡＧｕｏ ｘｉａｏ，ＬＩＵＷｅｎ ｓｈａｎ，ＺＥＮＧＳｈａｎ，ＺＨＯＵＬｉ ｗｅｎ（ＢａｏｗｕＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｄｏｎｇＳｈａｏｇｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｏｇｕａｎ，５１２１２３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＯＥＳ），ｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＯＭ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ｍｉｃｒｏｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔｅｒａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｃａｒｂｏｎ ｓｕｌｆｕｒａｎａｌｙｚｅｒｆｏｒｔｈｅ＂ｂｒｉｇｈｔ ｌｉｎｅ＂ｐｒｏｂｌｅｍｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｒｉｎｇｓｕｒｆ
ａｃｅｆｏｕｎｄａｆｔｅｒｓｔｅｅｌＣ７０Ｓ６ＢＹｂｅｉｎｇｔｕｒｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｓｅｒｉｏｕｓｐｅａｒｌｉｔｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎａｈｉｇｈｅｒｈａｒｄｎｅｓｓ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｈａｒｄｎｅｓｓｃａｕｓｅｓａｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇｍａｒｋｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅａｒｅａｓａｎｄｔｈｅｎｏｒｍａｌａｒｅａ，ａｎｄｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌｗｈｉｔｅｂｒｉｇｈｔｌｉｎｅｉｓｏｂｓｅｒｖｅｄｖｉｓｕａｌｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌＣ７０Ｓ６ＢＹ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｒｏｄ；ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
０　引言
随着汽车工业的飞速发展，汽车连杆制造工艺
也日新月异［１］
，胀断连杆技术应运而生。它突破传统加工与制造理念的局限，是一种能耗最少的材料无屑分离方法，成为汽车工业技术革新的重要推动
力之一［２］
，从根本上改变了传统的汽车连杆加工方法，具有十分显著的社会、经济效益。Ｃ７０Ｓ６ＢＹ为典型
的胀断连杆用钢材，属于非调质钢，与以往调质
连杆生产相比具有清洁、节能、高效的特点［３］
。
某公司使用Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢进行连杆生产，加工工艺为：下料→锻造→粗加工→涨断→精加工→成品，
其中一个连杆的大头内圈发现１条异常“亮线”。为了确认此“亮线”产生原因，对存在“亮线”的连杆
进行了化学成分分析、扫描电镜微观检测、金相检测、硬度检测、碳硫检测。通过以上检测分析手段，查明了Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢连杆异常“亮线”产生的原因，并进行了相应的工艺调整。
１　理化检验
１．１　化学分析
使用德国ＯＢＬＦＱＳＮ７５０ Ⅱ型直读光谱仪对开裂试样的化学成分进行分析，结果见表１。
表１　试样化学成分
ｗ／ 元素ＣＳｉＭｎＰＳＣｒＮｉＶ实测值
０．７０３
０．２２８
０．５７７
０．０２３５０．０６０９
０．１２２
０．０５６
０．０３６
标准值０．６９～０．７３０．１５～０．２５０．５０～０．８０
≤０
．０４５０．０６～０．０７０．１０～０．１５０．０４～０．０８０．０３～０．０４
  由表１检测结果可知，试样的化学成分在标准值范围内，符合产品要求。
１．２　宏观分析
目视观察连杆大头内圈的“亮线”，发现改变光照方向，时亮时暗，即与正常区域存在差，如图１所示。在蔡司体视显微镜下对整条“亮线”进行检查，发现在“亮线”区域与正常区域亮度不一致，但未在“亮线”区域发现异常缺陷，如图２所示。１．３　电镜微观分析
在超声波清洗仪中对样品表面进行清洗，去除表面污染物，然后使用扫描电子显微镜对整个“亮线”区域进行观察检测，未在“亮线”区域发现明显异常大颗粒非金属夹杂物，如图３
所示。
图１　目视观察“亮线”
形貌
图２　“亮线”
体视显微镜下形貌图３　扫面电镜下“亮线”形貌
１．４　金相分析
在“亮线”位置截取纵向试样进行粗磨、细磨、
抛光，试样经过４ 的硝酸酒精腐蚀后目视观察发
现亮线区域发黑，如图４所示。金相显微镜下观察
发现试样正常区域组织为珠光体＋网状铁素体［５］，如
图５所示；“亮线”处组织与正常区域组织不一致，
“亮线”处珠光体较正常区域偏多，即存在珠光体偏析
现象，组织为珠光体＋少量铁素体，如图６
所示。
图４　试样腐蚀后宏观形貌
１．５　硬度检测
使用ＺｗｉｃｋＺＨμ Ａ型显微维氏硬度计对零件
进行硬度检测，硬度检测结果见表２。
  “亮线”处硬度平均值为３２０ＨＶ１，正常区域硬
度平均值为２８０ＨＶ１，“亮线”处硬度较正常区域偏
高４０ＨＶ１。
４
４
南　方　金　属
ＳＯＵＴＨＥＲＮＭＥＴＡＬＳ２０２０年第６期    　
图５　
正常区域显微组织形貌
图６　“亮线”处显微组织形貌表２　零件硬度ＨＶ１
位置第一点第二点第三点“亮线”区域３１９３１９３２２
正常区域２８０２７８２８２
１．６　碳硫检测
在直径５５ｍｍ的母材圆钢横截面上钻取９个部位的钢屑，如图６所示。使用碳硫红外分析仪对不同部位的钢屑进行碳元素与硫元素检测，结果见表３
。图７　取样示意
表３　碳、硫元素分析结果ｗ／
位置１２３４５６７８９
碳含量０．６９９０．７５７０．７２００．７３４０．７３９０．７０７０．７６４０．７２７０．７５５硫含量０．０７４８０．０８３００．０７２７０．０７７２０．０７８８０．０７４００．０８２８０．０７３４０．０８０９
  从结果看，碳、硫元素有较大波动，其中碳的极差（最大值－最小值）为０ ０６５ ，硫元素的极差为０ ０１０３ ，即碳元素与硫元素在钢中存在局部偏析现象。
２　分析与讨论
“亮线”区域未发现异常的大颗粒非金属夹杂物，由此可知，“亮线”的产生与大颗粒非金属夹杂物无关［６－１０］。
碳硫检测结果显示，碳、硫元素在钢中存在局部微观偏析现象。碳元素的不均匀致使热处理后钢材内部显微组织不均匀，在碳含量较高的部位产生了较多的珠光体组织，形成局部珠光体偏析现象。偏析区域
由于珠光体含量较高，其硬度较正常区域偏高，当车刀经过偏析区域时，由于其硬度与其它正常区域不一致，致使在此区域与正常区域产生的刀痕存在差别，形成目视观察下的异常白亮区域，由此可知“亮线”的产生与钢材存在偏析有关。
为了减轻钢材内部的偏析，在连铸过程将钢水过热度控制在１０～３０℃，结晶器电磁搅拌参数控制为７１０Ａ／２ ５Ｈｚ、末端电磁搅拌参数控制为６００Ａ／５Ｈｚ，凝固末端采用轻压下工艺，总压下量９ｍｍ。通过以上工艺，钢材偏析情况得到了有效的改善。
３　结论
１）Ｃ７０Ｓ６ＢＹ钢连杆车削后异常“亮线”的产生是由于钢材内部质量控制不足，钢材内部存在较明显的偏析。
汽车连杆
２）为了避免此类异常“亮线”，钢厂在生产过程进行了相应的工艺调整，改善了钢材偏析情况。
参考文献
［１］　车从荣，蒋栋初．Ｃ７０Ｓ６ＢＹ开发生产实践［Ｊ］．现代冶金，２０１７，４５（５）：２８－３０．
（下转第４９页）
图１　低温吐丝金相（晶粒度１０
级）
图２　高温吐丝金相（晶粒度１０级）
２　结论
通过研究，明确提高钢材强屈比的途径，得出如下结论：加Ｎ
ｂ合金有利于提高钢材的抗震指标；使用高成分、高温的轧制工艺能够增加抗震指标合格率；在高温吐丝时，Ｎｂ合金能够有效缓解抗拉强度的降低。同时确定了Ｄ
１２规格ＨＲＢ５００Ｅ盘条的成分设计，提高了ＨＲＢ５００Ｅ性能稳定性，初检合格率大幅提升，免除了时效检验所占用的时间，库存时间、资金占用时间也相应减少，缩短了钢种交货周期，提高了品牌形象及核心竞争力。
３　结语
钢筋的高强度化是提高建筑物安全性和耐久性的关键。通过对Ｄ１２规格ＨＲＢ５００Ｅ钢筋的试验，经多次优化，再通过生产组织模式的调整，阳春新钢铁２
０１９年ＨＲＢ５００Ｅ初检合格率大幅提升，６月份以后小规格微铌合金化ＨＲＢ５００Ｅ初检合格率稳定在９６ 以上。参考文献
［１］　俞德刚．钢的组织强度学－组织与强韧性［Ｍ］．上海：
上海科学技术出版社，
１９８３．［２］　张鹏程，武会宾，唐　荻，等．Ｎｂ Ｖ Ｔｉ和Ｖ Ｔｉ微合金钢
中碳氮化物的回溶行为［Ｊ］．金属学报，２００７，４３（７）：７５３－７５８．
［３］　陈　伟，施　哲，赵　宇，等．铌微合金化和控冷工艺
开发ＨＲＢ５００抗震钢筋［Ｊ］．材料热处理学报，２０１０（７）：櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆７７－８２．
（上接第４５页）
［２］　孙　华，周　蕾，王占花，等．正火处理对胀断连杆用
Ｃ７０Ｓ６非调质钢组织和力学性能的影响［Ｊ］．金属热处理，２０１７，４２（１１）：９３－９
６．
［３］　李　鹏．国外汽车发动机连杆材料最新应用［Ｊ］．汽车
工艺与材料，
２０１０（１）：４２－４５．［４］　陈文杰．连铸坯表面夹渣缺陷的研究［Ｊ］．宝钢技术，
２０１７（３）：４５－４７．
［５］　李炯辉．金属材料金相图谱［Ｍ］．北京：机械工业出版
社，２００６：５０７．
［６］　刘惠民．３５ＣｒＭｏ零件车削表面裂纹分析［Ｊ］．物理测
试，２０１２，３０（４）：５１－５３．
［７］　刘凤美，易江龙，郭春富，等．Ｘ７０管线钢焊接用自保护
药芯焊丝研制［
Ｊ］．电焊机，２０１７，４７（９）：１１５－１１９．［８］　熊　玮，彭其春，范丹萍，等．低碳铝镇静钢连铸头坯
夹杂物［Ｊ］．中国冶金，２０１４，２４（５）：１４－１７．［９］　成俊峰，李杰民，李秀芬．柴油发动机连杆断裂原因分
析［Ｊ］．理化检验（物理分册），２００２，３８（９）：４０７－４０８．［１０］张　进，赵晓博，陶世杰，等．发动机连杆失效分析
［Ｊ］．铸造设备与工艺，２０１０（４）：３９－４２．