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大型鍛件的缺陷與對策:鍛造裂紋

發(fā)布時間:2015-11-20 點(diǎn)擊數(shù):3867

                   大型鍛件的缺陷與對策:鍛造裂紋 


   在大型鍛造中,當(dāng)原材料質(zhì)量不良或鍛造工藝不當(dāng)時,常易產(chǎn)生鍛造裂紋。山西永鑫生鍛造有限公司為大家介紹幾個由于材質(zhì)不良引起鍛裂的情況。


  (1)鋼錠缺陷引起的鍛造裂紋

  大部分鋼錠缺陷,鍛造時都可能造成開裂,圖片6-8所示為2Cr13主軸鍛件中心裂紋。這是因?yàn)樵?t鋼錠凝固時結(jié)晶溫度范圍窄,線收縮系數(shù)大。冷凝補(bǔ)縮不足,內(nèi)外溫差大,軸心拉應(yīng)力大,沿枝晶開裂,形成鋼錠軸心晶間裂紋,該裂紋在鍛造時進(jìn)一步擴(kuò)展而成主軸鍛件中已裂紋。該缺陷可通過下列措施予以消除:

①提高冶煉鋼水純凈度;

②鑄錠緩慢冷卻,減少熱應(yīng)力;

③采用良好的發(fā)熱劑與保溫帽,增大補(bǔ)縮能力;

④采用中心壓實(shí)鍛造工藝。


  (2)鋼中有害雜質(zhì)沿晶界析出引起的鍛造裂紋。

  鋼中的硫常以FeS形式沿晶界析出,其熔點(diǎn)僅有982℃,在1200℃鍛造溫度下,晶界上FeS將發(fā)生熔化,并以液態(tài)薄膜形式包圍晶粒,破壞晶粒間的結(jié)合而產(chǎn)生熱脆,輕微鍛擊就會開裂。


  鋼中含銅在1100~1200℃溫度下的過氧化性氣氛中加熱時,由于選擇性氧化,表層會形成富銅區(qū),當(dāng)超過銅在奧氏體中溶解度時,銅則以液態(tài)薄膜形式分布于晶界,形成銅脆,不能鍛造成形。如果鋼中還存在有錫、銻還會嚴(yán)重降低銅在奧氏體中的溶解度,加劇這種脆化傾向。鋼鍛件網(wǎng)狀裂紋,因含銅量過高,鍛造加熱時,表面選擇性氧化,使銅沿晶界富集,鍛造裂紋沿晶界富銅相生核并擴(kuò)展而形成。


  (3)異相(第二相)引起的鍛造裂紋

  鋼中第二相的力學(xué)性能往往和金屬基體有很大的差別,因而在變形流動時會引起附加應(yīng)力導(dǎo)致整體工藝塑性下降,一旦局部應(yīng)力超過異相與基體間結(jié)合力時,則發(fā)生分離形成孔洞。例如鋼中的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅酸鹽等等。假如這些相呈密集。鏈狀分布,尤其在沿晶界結(jié)合力薄弱處存在,高溫鍛壓就會開裂。20SiMn鋼87t錠因細(xì)小的AlN沿晶界析出引起鍛造開裂的宏觀形貌,其表面已經(jīng)氧化,呈現(xiàn)多面體柱狀晶。微觀分析表明,鍛造開裂與細(xì)小的顆粒狀A(yù)lN沿一次晶晶界大量析出有關(guān)。


  防止因氮化鋁沿晶析出引起鍛造開裂的對策是:

  1)限制鋼中加鋁量,去除鋼中氮?dú)饣蛴眉逾伔ㄒ种艫lN析出量;

  2)采用熱送鋼錠,過冷相變處理工藝;

  3)提高熱送溫度(>900℃)直接加熱鍛造;

  4)鍛前進(jìn)行充分的均勻化退火,使晶界析出相擴(kuò)散。


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