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            鍛造異形件偏析缺陷的問題分析與解決
            - 2021-08-21-

              在鍛造異形件制造中,會因不同的因素產生不同缺陷,其中偏析問題是常見的一種缺陷,那么何為偏析?又如何解決這一缺陷呢?且看本文分解:

              鋼中化學成分和雜質的不均勻分布稱為偏析。通常,高于平均成分的稱為正偏析,低于平均成分的稱為負偏析。也有宏觀偏析,如區域偏析和微觀偏析,如枝晶偏析和晶間偏析。

              鍛造件中的偏析與鋼錠偏析密切相關,鋼錠偏析程度與鋼種、鋼錠形狀、熔煉質量和澆注條件有關。合金元素、鋼中雜質含量和氣體都加劇了偏析的發展。鑄錠越大,澆注溫度越高,澆注速度越快,偏析越嚴重。

              一、區域偏析:

              它屬于宏觀偏析,是由凝固過程中鋼液的選擇性結晶、溶解度變化和比重差引起的。例如,在浮動過程中,鋼中的氣體驅動富含雜質的鋼水上升帶軌跡,形成晶須∧形偏析。初個結晶的晶體頂部和雜質具有高熔點的下沉,仿佛軸∨結晶雨落下形成的形狀偏析。它在鑄錠底部沉淀,形成負偏析沉積錐。末后,在上部凝固區,碳、硫、磷等偏析元素富集,成為缺陷較多的正偏析區。

              防范鍛造異形件產生區域偏析的對策是:

              1、降低鋼中偏析元素和硫、磷等氣體的含量,如爐外精煉、真空碳脫氧(VCD)處理和鋼錠底部吹氬。

              2、采用多爐聯合澆注、冒口補澆、振動澆注、保溫冒口等措施,提高冒口的進料能力。

              3、嚴格控制注射溫度和注射速度,采用短粗錠型,改善結晶條件。

              在鍛件的橫向低倍試件上,存在與鑄錠輪廓相對應的框架特征,也稱為框架偏析。由于變形過程中鑄錠中的偏析帶沿分型面擴展,因此呈現框架形狀。偏析區由細小的氣孔和富集的元素組成,嚴重影響鍛件組織和性能的均勻性。

              電渣重熔因其純度高、晶體結構合理,已成為生產重要鍛造異形件坯料的一種方法。然而,如果在重熔過程中電流和電壓不穩定,則會形成波紋偏析。當電流和電壓增大時,鋼液過熱,結晶速度減慢,鋼液中的溶質元素在結晶前沿偏析形成富集區;當電流和電壓降低時,熔體的偏析程度降低,這種周期性變化形成波紋狀偏析帶。

              區域偏析是在橫向低倍酸浸試樣上以分散的黑點形式出現的,稱為點偏析。

              二、枝晶偏析:

              屬于微偏析。枝晶結晶和晶間微區的不均勻性可能導致組織和性能的不均勻分布。掃描電子顯微鏡(SEM)、波譜儀(WDS)和能譜儀(EDS)可用于檢測和澄清原因。通常來說,通過高溫擴散加熱、鍛造合理變形和均勻化熱處理可以消除或減少鍛造異形件產生不利影響。

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