鍛造工藝不當會導致鍛造裂紋
鍛造工藝不當會導致鍛造裂紋
- 2022/9/22 8:21:05
裂紋的種類紛繁多樣:原材料裂紋、熱處理裂紋、鍛造裂紋等,讓人頭暈眼花。如何識別它們便是一門很重要的課程,這樣便于準確查找裂紋發(fā)生在哪一工序,有利于分析裂紋產生的原因。
首先,需對“原材料裂紋”和“鍛造裂紋”先確定概念,對鍛造后出現的裂紋,都應理解為“鍛造裂紋”,只不過,導致鍛造裂紋產生的主要因素可以再分成:
1、原材料缺陷所致的鍛造裂紋;
2、鍛造工藝不當所致的鍛造裂紋。
從裂紋宏觀形態(tài)先進行大致區(qū)分,橫向一般與母材無關,縱向裂紋需要結合裂紋形態(tài)與鍛打工藝等結合分析。
裂紋兩側有脫碳,肯定是鍛造過程中產生的,至于是原材料還是鍛造工藝造成的,這就需要根據金相和工藝過程去分析。
對同一批次同種型號的工件,鍛造裂紋基本都在一個位置,在顯微鏡下延伸比較淺,兩邊有脫碳。而材料裂紋不一定在同一位置重復出現,顯微鏡下深淺不一。多看多分析,還是有一定規(guī)律的。
材料裂紋多半是與材料縱向一致的。而鍛打裂紋有兩種,一種是過熱過燒造成的,裂紋附近有氧化脫碳現象。還有一種是打冷鐵也會造成發(fā)裂,這一種有晶格破壞撕裂的現象。從金相上可以區(qū)別開來。
鍛造的目的:
1、成形要求;
2、改善材料內部組織,細化晶粒,均勻元素成分與組織;
3、使材料更致密(鍛合材料內部原有未暴露空氣的縮孔或疏松等等),流線分布更合理;
4、通過合理的鍛后熱處理方式,為下道工序服務。
因此,鍛造鍛合原材料內部一定的缺陷是職責所在。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開始的,鋼錠內部必然存在大量的冶鑄缺陷,顯然,合理的鍛造,都可以將其中的所謂“缺陷”鍛合。所以,鍛造工藝的合理性是決定鍛件是否會開裂的主要原因。
當然,相對某一穩(wěn)定的鍛造工藝,如果事前對鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級控制要求的,當因原材料缺陷等級超出要求并在原鍛造工藝下鍛造出現的開裂現象,我們可以認作“原材料缺陷所致的鍛造裂紋”。
裂紋問題具體問題具體分析,結合工藝過程分析,包括加熱過程有沒有保護氣氛都應該考慮,鍛造應該是把原材料裂紋鍛打密合才對。氧化皮通常致密是灰色的,制樣過程造成的臟東西很疏松的顏色偏黑,高倍下一看就知道,實在無法分辨直接打能譜一定能分辨。
鍛造裂紋
鍛造裂紋一般在高溫時形成,鍛造變形時由于裂紋擴大并接觸空氣,故在100X或500X的顯微鏡下觀察,可見到裂紋內充有氧化皮,且兩側是脫碳的,組織為鐵素體,其形態(tài)特征是裂紋比較粗壯且一般經多條形式存在,無明細尖端,比較圓純,無明細的方向性,除以上典型形態(tài)外,有時會出現有些鍛造裂紋比較細。裂紋周圍不是全脫碳而是半脫碳。
典型的鍛造裂紋示例:
邊緣較多氧化物。
熱處理裂紋
淬火加熱過程中產生的裂紋與鍛造加熱過程形成的裂紋在性質和形態(tài)上有明顯的差別。對結構鋼而言,熱處理溫度一般較鍛造溫度要低得多,即使是高速鋼、高合金鋼其加熱保溫時間則遠遠小于鍛造溫度。由于熱處理加熱溫度偏高,保溫時間過長或快速加熱,均會在加熱過程中產生早期開裂。產生沿著較粗大晶粒邊界分布的裂紋;裂紋兩側略有脫碳組織,零件加熱速度過快,也會產生早期開裂,這種裂紋兩側無明顯脫碳,但裂紋內及其尾部充有氧化皮。有時因高溫儀器失靈,溫度非常高,致使零件的組織極粗大,其裂紋沿粗大晶粒邊界分布。
典型的淬火裂紋示例:
500X下,呈鋸齒狀,起始端裂紋寬,結束斷裂紋細小至無,裂紋處未發(fā)現異常冶金夾雜,沒有脫碳現象,裂紋呈鋸齒狀延伸,具有淬火裂紋的典型特征。