鍛造工藝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致鍛造裂紋
鍛造工藝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)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(shí)別它們便是一門很重要的課程,這樣便于準(zhǔn)確查找裂紋發(fā)生在哪一工序,有利于分析裂紋產(chǎn)生的原因。
首先,需對(duì)“原材料裂紋”和“鍛造裂紋”先確定概念,對(duì)鍛造后出現(xiàn)的裂紋,都應(yīng)理解為“鍛造裂紋”,只不過,導(dǎo)致鍛造裂紋產(chǎn)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(dāng)所致的鍛造裂紋。
從裂紋宏觀形態(tài)先進(jìn)行大致區(qū)分,橫向一般與母材無(wú)關(guān),縱向裂紋需要結(jié)合裂紋形態(tài)與鍛打工藝等結(jié)合分析。
裂紋兩側(cè)有脫碳,肯定是鍛造過程中產(chǎn)生的,至于是原材料還是鍛造工藝造成的,這就需要根據(jù)金相和工藝過程去分析。
對(duì)同一批次同種型號(hào)的工件,鍛造裂紋基本都在一個(gè)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(fù)出現(xiàn),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(xiàn)象。還有一種是打冷鐵也會(huì)造成發(fā)裂,這一種有晶格破壞撕裂的現(xiàn)象。從金相上可以區(qū)別開來(lái)。
鍛造的目的:
1、成形要求;
2、改善材料內(nèi)部組織,細(xì)化晶粒,均勻元素成分與組織;
3、使材料更致密(鍛合材料內(nèi)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(wù)。
因此,鍛造鍛合原材料內(nèi)部一定的缺陷是職責(zé)所在。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開始的,鋼錠內(nèi)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(huì)開裂的主要原因。
當(dāng)然,相對(duì)某一穩(wěn)定的鍛造工藝,如果事前對(duì)鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級(jí)控制要求的,當(dāng)因原材料缺陷等級(jí)超出要求并在原鍛造工藝下鍛造出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象,我們可以認(rèn)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(jié)合工藝過程分析,包括加熱過程有沒有保護(hù)氣氛都應(yīng)該考慮,鍛造應(yīng)該是把原材料裂紋鍛打密合才對(duì)。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(shí)在無(wú)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(shí)形成,鍛造變形時(shí)由于裂紋擴(kuò)大并接觸空氣,故在100X或500X的顯微鏡下觀察,可見到裂紋內(nèi)充有氧化皮,且兩側(cè)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(jīng)多條形式存在,無(wú)明細(xì)尖端,比較圓純,無(wú)明細(xì)的方向性,除以上典型形態(tài)外,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)有些鍛造裂紋比較細(xì)。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(chǎn)生的裂紋與鍛造加熱過程形成的裂紋在性質(zhì)和形態(tài)上有明顯的差別。對(duì)結(jié)構(gòu)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(shí)間則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍛造溫度。由于熱處理加熱溫度偏高,保溫時(shí)間過長(zhǎng)或快速加熱,均會(huì)在加熱過程中產(chǎn)生早期開裂。產(chǎn)生沿著較粗大晶粒邊界分布的裂紋;裂紋兩側(cè)略有脫碳組織,零件加熱速度過快,也會(huì)產(chǎn)生早期開裂,這種裂紋兩側(cè)無(wú)明顯脫碳,但裂紋內(nèi)及其尾部充有氧化皮。有時(shí)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(jié)束斷裂紋細(xì)小至無(wú),裂紋處未發(fā)現(xiàn)異常冶金夾雜,沒有脫碳現(xiàn)象,裂紋呈鋸齒狀延伸,具有淬火裂紋的典型特征。