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            鍛造件在鍛造時產生裂紋的現象分析與解決
            - 2021-08-28-

              在大鍛造件鍛造的過程中,當原材料質量差或鍛造工藝不合適時,往往容易出現鍛造裂紋,以下是一些由劣質材料引起的鍛造裂紋案例分析與對策:

              一、鑄錠缺陷引起的鍛造裂紋:

              大多數鑄錠缺陷可能會在鍛造過程中導致開裂。圖6-8為2Cr13主軸鍛件的中心裂紋。這是因為6T鋼錠的結晶溫度范圍窄,線收縮系數大。冷凝進料不足,內外溫差大,軸向拉應力大,沿枝晶開裂,在鑄錠軸上形成晶間裂紋。裂紋在鍛造過程中進一步擴展,并在主軸鍛造過程中形成裂紋??赏ㄟ^以下措施消除缺陷:①提高鋼水純度;②緩慢冷卻鑄錠以降低熱應力;③采用良好的加熱劑和保溫帽,增加進料量;④采用中心壓實鍛造工藝。

              二、鋼中有害雜質沿晶界析出引起的鍛造裂紋:

              鋼中的硫常以FES的形式沿晶界析出,其熔點只982℃。在1200℃鍛造溫度下,晶界上的FES會熔化并以液膜的形式包圍晶粒,破壞晶粒間的結合,產生熱脆性,輕微鍛造后會開裂。

              當鋼中的銅在1100~1200℃的過氧化氫氣氛中加熱時,由于選擇性氧化,鋼表面將形成富銅區。當高過銅在奧氏體中的溶解度時,銅將以液膜形式分布在晶界,形成銅脆化,不能鍛造。如果鋼中仍然存在錫和銻,銅在奧氏體中的溶解度將嚴重降低,脆化傾向將加劇。由于銅含量高,在鍛造加熱過程中表面被選擇性氧化,因此銅沿晶界富集,而鍛造裂紋是由富銅相沿晶界成核和擴展形成的。

              三、異相(階段二)導致的鍛造裂紋:

              鋼中二相的力學性能往往與金屬基體的力學性能相差很大,因此在變形和流動過程中會產生附加應力,導致整個過程塑性下降。一旦局部應力高過不同相與基體之間的結合力,就會分離并形成孔洞。例如,鋼中的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅酸鹽等。如果這些相是稠密的。在高溫鍛造過程中,鏈狀分布,格外是在沿晶界的弱結合力下,會出現裂紋。某鑄錠鍛造裂紋為宏觀形貌,該裂紋是由沿晶界的細小AlN沉淀引起的。表面氧化,呈多面體柱狀晶,微觀分析表明,鍛造裂紋與沿初生晶界大量析出細顆粒氮化鋁有關。

              防范氮化鋁晶間析出導致鍛造件開裂的對策如下:

              1、制約鋼中鋁的添加量,去除鋼中的氮或通過添加鈦制約AlN沉淀;

              2、采用熱送錠和過冷相變處理工藝;

              3、提高熱送溫度(>900℃),直接熱鍛;

              4、鍛造前應進行充分的均勻化退火,以擴散晶界處的沉淀物。

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