在大型锻造中,当原材料质量不良或锻造工艺不当时,常易产生锻造裂纹。下面介绍几个由于材质不良引起锻裂的情况:
1、钢锭缺陷引起的锻造裂纹
大部分钢锭缺陷,锻造时都可能造成开裂。这是因为该6t钢锭凝固时结晶温度范围窄,线收缩系数大,冷凝补缩不足,内外温差大,轴心拉应力大,沿枝晶开裂,形成钢锭轴心晶间裂纹,该裂纹在锻造时进一步扩展而成主轴锻件中已裂纹。该缺陷可通过下列措施予以消除:①提高冶炼钢水纯净度;②铸锭缓慢冷却,减少热应力;③采用良好的发热剂与保温帽,增大补缩能力;④采用中心压实锻造工艺。
2、钢中有害杂质沿晶界析出引起的锻造裂纹
钢中的硫常以FeS形式沿晶界析出,其熔点仅有982℃,在1200℃锻造温度下,晶界上FeS将发生熔化,并以液态薄膜形式包围晶粒,破坏晶粒间的结合而产生热脆,轻微锻击就会开裂。
钢中含铜在1100~1200℃温度下的过氧化性气氛中加热时,由于选择性氧化,表层会形成富铜区,当超过铜在奥氏体中溶解度时,铜则以液态薄膜形式分布于晶界,形成铜脆,不能锻造成形。如果钢中还存在有锡、锑还会严重降低铜在奥氏体中的溶解度,加剧这种脆化倾向。钢锻件网状裂纹,因含铜量过高,锻造加热时,表面选择性氧化,使铜沿晶界富集,锻造裂纹沿晶界富铜相生核并扩展而形成。
3、异相(第二相)引起的锻造裂纹
钢中第二相的力学性能往往和金属基体有很大的差别,因而在变形流动时会引起附加应力导致整体工艺塑性下降,一旦局部应力超过异相与基体间结合力时,则发生分离形成孔洞。例如钢中的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅酸盐等等。假如这些相呈密集,链状分布,尤其在沿晶界结合力薄弱处存在,高温锻压就会开裂。20SiMn钢锭因细小的氮化铝沿晶界析出引起锻造开裂的宏观形貌,其表面已经氧化,呈现多面体柱状晶。微观分析表明,锻造开裂与细小的颗粒状氮化铝沿一次晶晶界大量析出有关。
防止因氮化铝沿晶析出引起锻造开裂的对策是:
1)限制钢中加铝量,去除钢中氮气或用加钛法抑制氮化铝析出量;
2)采用热送钢锭,过冷相变处理工艺;
3)提高热送温度(>900℃)直接加热锻造;
4)锻前进行充分的均匀化退火,使晶界析出相扩散。
定襄县佳敏机械锻造有限公司,为保证大型锻件的产品质量,钢材原材料都从正规厂家购买(一般为太钢、包钢),严格记录每批入厂钢材的炉号,并抽样做理化检验,通过这种方式杜绝使用次品钢材加工锻件,并在生产过程中借鉴行业内的先进锻造工艺,总结出一套适合自己生产高质量大型锻件的方法。 |