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淺談鍛造加熱不當產生的缺陷
來源:鄭州華隆tel_0371-60121717 | 發布日期:2018-09-13

鍛造加熱(re)不當所產生(sheng)的(de)(de)缺(que)陷(xian)歸納起來(lai),大(da)致可(ke)分為幾(ji)個方(fang)面:第一,由于介質影響使坯料(liao)外層組(zu)織(zhi)化(hua)學狀態(tai)變(bian)化(hua)而引(yin)起的(de)(de)缺(que)陷(xian),如(ru)氧(yang)化(hua)、脫碳、增碳和滲硫、滲銅等。第二,由內部(bu)(bu)組(zu)織(zhi)結構的(de)(de)異常變(bian)化(hua)引(yin)起的(de)(de)缺(que)陷(xian),如(ru)過熱(re)、過燒和未熱(re)透(tou)等。第三,由于溫度(du)在坯料(liao)內部(bu)(bu)分布不均,引(yin)起內應(ying)力(如(ru)溫度(du)應(ying)力、組(zu)織(zhi)應(ying)力)過大(da)而產生(sheng)的(de)(de)坯料(liao)開裂(lie)等。下(xia)面簡(jian)單談一談其中幾(ji)種常見的(de)(de)缺(que)陷(xian),供大(da)家(jia)參(can)考。

1、脫碳(tan) 

脫(tuo)碳(tan)是指(zhi)金屬在高溫下表(biao)(biao)層的(de)碳(tan)被(bei)氧(yang)化(hua),使得表(biao)(biao)層的(de)含碳(tan)量(liang)較內(nei)部有明顯降低的(de)現象。 

脫(tuo)碳(tan)(tan)層(ceng)的(de)(de)深(shen)度與(yu)鋼的(de)(de)成分(fen)、爐氣的(de)(de)成分(fen)、溫度和在(zai)此溫度下的(de)(de)保溫時(shi)間有關。采(cai)用氧化性氣氛加熱(re)易(yi)發生(sheng)脫(tuo)碳(tan)(tan),高碳(tan)(tan)鋼易(yi)脫(tuo)碳(tan)(tan),含硅量(liang)多的(de)(de)鋼也易(yi)脫(tuo)碳(tan)(tan)。

脫碳使零件的強度和疲勞性能(neng)下降,磨損(sun)抗力減弱。 

鍛造加熱

2、增碳

經(jing)油(you)(you)爐(lu)(lu)加熱(re)的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)件,常(chang)常(chang)在(zai)(zai)表(biao)面(mian)或部分(fen)表(biao)面(mian)發生(sheng)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)現(xian)象。有時增碳(tan)(tan)(tan)(tan)層厚(hou)度達1.5~1.6mm,增碳(tan)(tan)(tan)(tan)層的(de)(de)(de)(de)含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量達1%(質量分(fen)數)左右,局(ju)部點含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量甚至超過2%(質量分(fen)數),出現(xian)萊氏體組織。這主要是在(zai)(zai)油(you)(you)爐(lu)(lu)加熱(re)的(de)(de)(de)(de)情況下,當坯料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)位置靠近油(you)(you)爐(lu)(lu)噴(pen)嘴或者就在(zai)(zai)兩(liang)個噴(pen)嘴交(jiao)叉(cha)噴(pen)射燃油(you)(you)的(de)(de)(de)(de)區域內時,由于油(you)(you)和空氣(qi)(qi)混合(he)得不太好(hao),因而燃燒(shao)不完(wan)全,結果(guo)在(zai)(zai)坯料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)形成還原性的(de)(de)(de)(de)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)氣(qi)(qi)氛(fen),從而產生(sheng)表(biao)面(mian)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)效果(guo)。 

 增碳使鍛件的機械加工性(xing)能(neng)變壞(huai),切削時(shi)易打刀。

3、過熱(re) 

過(guo)熱是指金屬坯料的加熱溫(wen)度過(guo)高,或(huo)在規(gui)定的鍛造與熱處理(li)溫(wen)度范(fan)圍(wei)內停留(liu)時間太(tai)長,或(huo)由于(yu)熱效應使溫(wen)升過(guo)高而(er)引(yin)起的晶粒(li)粗大(da)現象。 

碳(tan)鋼(亞(ya)共(gong)析或過共(gong)析鋼)過熱之后(hou)往往出(chu)(chu)現(xian)魏(wei)氏(shi)組(zu)(zu)織。馬(ma)氏(shi)體鋼過熱之后(hou),往往出(chu)(chu)現(xian)晶(jing)內織構,工模具鋼往往以一次碳(tan)化物角(jiao)狀化為特(te)征判定過熱組(zu)(zu)織。鈦合金過熱后(hou),出(chu)(chu)現(xian)明顯的(de)β相(xiang)晶(jing)界和(he)平(ping)直細長的(de)魏(wei)氏(shi)組(zu)(zu)織。合金鋼過熱后(hou)的(de)斷(duan)(duan)口會出(chu)(chu)現(xian)石狀斷(duan)(duan)口或條狀斷(duan)(duan)口。過熱組(zu)(zu)織,由于晶(jing)粒粗大(da),將引(yin)起力(li)學性能降低,尤其是沖(chong)擊韌度。

 一般過熱(re)(re)(re)的(de)結(jie)構(gou)鋼經(jing)(jing)過正常(chang)熱(re)(re)(re)處理(正火、淬(cui)火)之后(hou),組織(zhi)可以改(gai)善(shan),性能(neng)也隨之恢復,這種過熱(re)(re)(re)常(chang)被(bei)稱之為(wei)不穩(wen)定過熱(re)(re)(re);而(er)合金結(jie)構(gou)鋼的(de)嚴重過熱(re)(re)(re)經(jing)(jing)一般的(de)正火(包括(kuo)高溫(wen)正火)、退火或(huo)淬(cui)火處理后(hou),過熱(re)(re)(re)組織(zhi)不能(neng)完全(quan)消除,這種過熱(re)(re)(re)常(chang)被(bei)稱之為(wei)穩(wen)定過熱(re)(re)(re)。  

鍛件坯料加熱與成型

4、過燒 

過(guo)燒是指金屬(shu)坯料的(de)(de)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)過(guo)高或在(zai)高溫(wen)(wen)加熱(re)區停留(liu)時(shi)(shi)間過(guo)長,爐中(zhong)的(de)(de)氧(yang)及其它(ta)氧(yang)化性氣體滲透(tou)到金屬(shu)晶(jing)粒間的(de)(de)空隙,并與鐵、硫、碳等(deng)氧(yang)化,形成了易熔的(de)(de)氧(yang)化物的(de)(de)共晶(jing)體,破壞了晶(jing)粒間的(de)(de)聯系,使材料的(de)(de)塑性急劇降低。過(guo)燒嚴(yan)重的(de)(de)金屬(shu),撤粗(cu)時(shi)(shi)輕輕一擊就裂(lie),拔(ba)長時(shi)(shi)將在(zai)過(guo)燒處出現(xian)橫向裂(lie)紋。

 過燒(shao)(shao)與(yu)過熱沒有(you)嚴(yan)格的溫度界(jie)線。一般以晶粒出(chu)(chu)現氧化(hua)(hua)及熔(rong)(rong)化(hua)(hua)為特(te)征來判斷過燒(shao)(shao)。對碳鋼來說,過燒(shao)(shao)時晶界(jie)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、嚴(yan)重氧化(hua)(hua)工模具鋼(高(gao)速鋼、Cr12型鋼等)過燒(shao)(shao)時,晶界(jie)因熔(rong)(rong)化(hua)(hua)而出(chu)(chu)現魚(yu)骨(gu)狀萊氏(shi)體。鋁合金過燒(shao)(shao)時出(chu)(chu)現晶界(jie)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)三角區和復熔(rong)(rong)球等。鍛件(jian)過燒(shao)(shao)后,往(wang)往(wang)無法挽救,只好(hao)報廢。

5、加熱裂紋

在加熱截面(mian)尺寸大(da)的(de)大(da)鋼錠和導熱性(xing)差的(de)高(gao)合金鋼和高(gao)溫(wen)合金坯料(liao)(liao)時(shi),如果低溫(wen)階段(duan)加熱速度過(guo)快,則坯料(liao)(liao)因內外(wai)溫(wen)差較大(da)而(er)產生很大(da)的(de)熱應(ying)力。加之此(ci)時(shi)坯料(liao)(liao)由于溫(wen)度低而(er)塑性(xing)較差,若熱應(ying)力的(de)數值超過(guo)坯料(liao)(liao)的(de)強(qiang)度極限(xian),就會產生由中(zhong)心向(xiang)四周呈輻射(she)狀的(de)加熱裂紋,使整(zheng)個斷面(mian)裂開。 

6.銅脆(cui) 

    銅脆在(zai)鍛件表面上呈(cheng)龜裂狀。高(gao)倍觀察(cha)時,有淡黃(huang)色的(de)銅(或銅的(de)固溶(rong)體)沿晶界分(fen)布。  

坯料加(jia)熱(re)時,如爐內殘存氧(yang)化銅(tong)屑,在高溫下(xia)氧(yang)化鋼(gang)還(huan)原(yuan)(yuan)為自由銅(tong),熔融的(de)鋼(gang)原(yuan)(yuan)子沿氏體晶界擴展,削弱(ruo)了(le)晶粒(li)間的(de)聯系。另外(wai),鋼(gang)中(zhong)含(han)銅(tong)量較高,質量分數2%時,如在氧(yang)化性氣(qi)氛中(zhong)加(jia)熱(re),在氧(yang)化鐵皮下(xia)形成富銅(tong)層(ceng),也(ye)引起鋼(gang)脆(cui)。

通過對(dui)鍛造加(jia)熱(re)過程產生的(de)常用(yong)缺(que)陷(xian)進行詳盡的(de)分析,并指出了缺(que)陷(xian)所造成的(de)危(wei)害,意在(zai)引起鍛造加(jia)熱(re)時的(de)注意,給(gei)廣大客(ke)戶作為提醒和借鑒,以促進產品(pin)質(zhi)量(liang)。

 

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