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钢锻件常见缺陷及处理方法

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:进入液体金属中的氢在浇注后,随着金属的凝固溶解度下降而被截留在金属的点阵中。用于重要锻件的铸锭,如作真空重熔,非金属夹杂物的尺寸和数量可以减少;如作电渣重熔,则可进一步提高其随机分布性。折叠是热金属的凸出部位被压折并锻入表面的一种长条形缺陷。裂纹裂纹为一种纵向延伸的表面缺陷,是由非金属夹杂物的大量集聚或深的折叠形成的。

钢锻件常见缺陷及处理方法

1.源自铸锭的缺陷

(1)氢白点氢的主要来源是在高温下液体金属与水蒸气的反应。进入液体金属中的氢在浇注后,随着金属的凝固溶解度下降而被截留在金属的点阵中。在厚断面和高含碳量的钢中,氢含量超过约5×10-4%(分数含量)就易产生氢白点,这是氢扩散到晶粒边界或其他择优部位(如夹杂物和基体界面处)所产生的小裂纹。在热加工作业之后,紧接着将锻件缓冷或作单独的退火处理,将可使残余应力得到释放并可使氢比较均匀地扩散到整个点阵,更重要的是扩散出锻件,从而避免白点的形成。

(2)非金属夹杂物大多数非金属夹杂物来源于熔炼作业,如果不作进一步的自耗重熔处理将之消除,在锻造过程中夹杂物的尺寸和数量是不会改变和减少的。用于重要锻件的铸锭,如作真空重熔,非金属夹杂物的尺寸和数量可以减少;如作电渣重熔,则可进一步提高其随机分布性。

(3)未熔化电极和“框架”未熔化电极是在自耗熔炼过程中,由于电极棒掉块落入熔解的金属中造成的;“框架”则是在锭子表面,由于不均匀的凝固或冷却速率不一而造成的一种现象。

(4)化学偏析化学偏析是在铸锭中合金元素的不均匀分布。即使是非合金化的金属,高密度夹杂物或不可溶气体也可作不均匀的分布。因此,金属或合金的成分在各处并不完全相同,锻造不能完全消除这种缺陷。

(5)缩管及中心缩孔缩管及中心缩孔是在金属凝固过程中,液体金属补给不足所引起的。除一次缩管靠近锭的头部外,二次缩管和中心缩孔可延伸到锭的深处。

2.由铸锭或坯的加工所引起的缺陷

最终锻造之前,在锭或坯的镦拔过程中,可出现的缺陷如下:

(1)内裂在有缩孔、孔隙、偏析或夹杂物的地方,金属强度是弱的,加工的拉应力就可以高到足以将其内部撕开的程度,这种内部撕开称为锻件内裂。

(2)折叠是热金属的凸出部位被压折并锻入表面的一种长条形缺陷。由于在表面之间有氧化物出现,因此不存在彼此间的冶金连接(焊合)。

(3)裂纹裂纹为一种纵向延伸的表面缺陷,是由非金属夹杂物的大量集聚或深的折叠形成的。裂纹也可来自锭表面的缺陷,如已被氧化的孔洞。这种孔洞在锻造过程中被简单地拉长,在锻件表面形成长条形似裂纹的发纹。(www.xing528.com)

(4)条片是松动或裂开的钢片被卷入表面形成的。

(5)齿状铁素体是表面裂纹,虽已被焊合,但仍含有氧化物和脱碳。

(6)过充满和飞边是在热加工过程中,压下量不正确所形成的突起。

(7)未充满是压下时,断面的成形不完全引起的。

3.由锻造作业所引起的缺陷

假设坯或棒是没有缺陷的,则在锻造作业过程中,产生的缺陷是由不适当的调整或不适当的控制引起的。

在很多情况下,在锻造过程中所出现的缺陷与在锭或坯热加工时所出现的缺陷相同,至少是相似,这些缺陷在前面已有叙述。

锻件中常见的内部缺陷有裂纹或撕裂,这可能是由于锻造时所用锻锤太轻,或是金属已经冷却到低于安全锻造温度却仍在继续锻造;也可能是由于模具设计不当或维修不当而造成的。

在锻造作业中可以产生很多表面缺陷,冷隔常出现在闭模锻件中,这是由于金属未完全充满、两相邻面又未完全熔合所形成的接缝。

钢锻件中经常出现剪切裂纹,这是常出现在切过飞边的端面上的斜裂纹,是由切应力造成的。

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