Défauts et contre-mesures des grandes pièces forgées : fissures de forgeage

En grandforger, lorsque la qualité des matières premières est mauvaise ou que le processus de forgeage n'est pas au bon moment, des fissures de forgeage sont souvent faciles à se produire.
Ce qui suit présente plusieurs cas de fissures de forge causées par un matériau de mauvaise qualité.
(1)Forgeagefissures causées par des défauts de lingots

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La plupart des défauts du lingot peuvent provoquer des fissures lors du forgeage, comme le montre l'image , qui est la fissure centrale du forgeage de la broche 2Cr13.
En effet, la plage de température de cristallisation est étroite et le coefficient de retrait linéaire est important lorsque le lingot 6T se solidifie.
En raison d'une condensation et d'un retrait insuffisants, d'une grande différence de température entre l'intérieur et l'extérieur, d'une contrainte de traction axiale importante, la dendrite s'est fissurée, formant une fissure inter-axiale dans le lingot, qui s'est encore élargie pendant le forgeage pour devenir une fissure dans le forgeage de la broche.

Le défaut peut être éliminé par :
(1) Pour améliorer la pureté de la fusion de l’acier fondu ;
(2) Le lingot refroidit lentement, réduisant ainsi le stress thermique ;
(3) Utilisez un bon agent chauffant et un bon capuchon isolant, augmentez la capacité de retrait de remplissage ;
(4) Utilisez le processus de forgeage par compactage central.

(2)Forgeagefissures causées par la précipitation d'impuretés nocives dans l'acier le long des joints de grains.

Le soufre contenu dans l'acier est souvent précipité le long des joints de grains sous forme de FeS, dont le point de fusion n'est que de 982 ℃. À la température de forgeage de 1 200 ℃, le FeS sur la limite des grains fondra et entourera les grains sous forme de film liquide, ce qui détruira la liaison entre les grains et produira une fragilité thermique, et la fissuration se produira après un léger forgeage.

Lorsque le cuivre contenu dans l'acier est chauffé dans une atmosphère de peroxydation à 1 100 ~ 1 200 ℃, en raison de l'oxydation sélective, des zones riches en cuivre se forment sur la couche superficielle. Lorsque la solubilité du cuivre dans l'austénite dépasse celle du cuivre, le cuivre est distribué sous forme de film liquide au niveau des limites des grains, formant une fragilité du cuivre et incapable d'être forgé.
S'il y a de l'étain et de l'antimoine dans l'acier, la solubilité du cuivre dans l'austénite sera sérieusement réduite et la tendance à la fragilisation sera intensifiée.
En raison de la teneur élevée en cuivre, la surface des pièces forgées en acier est sélectivement oxydée pendant le chauffage du forgeage, de sorte que le cuivre s'enrichit le long du joint de grain et que la fissure de forgeage se forme par nucléation et expansion le long de la phase riche en cuivre du joint de grain.

(3)Fissure de forgeagecausé par une phase hétérogène (deuxième phase)

Les propriétés mécaniques de la deuxième phase dans l'acier sont souvent très différentes de celles de la matrice métallique, de sorte que la contrainte supplémentaire entraînera une diminution de la plasticité globale du processus lorsque la déformation s'écoule. Une fois que la contrainte locale dépasse la force de liaison entre la phase hétérogène et la matrice, la séparation se produira et les trous se formeront.
Par exemple, les oxydes, nitrures, carbures, borures, sulfures, silicates, etc. dans l'acier.
Disons que ces phases sont denses.
La distribution de la chaîne, en particulier le long de la limite des grains où existe une faible force de liaison, le forgeage à haute température se fissurera.
La morphologie macroscopique de la fissuration de forge causée par une fine précipitation d'AlN le long de la limite des grains de lingots d'acier 20SiMn de 87t a été oxydée et présentée sous forme de cristaux colonnaires polyédriques.
L'analyse microscopique montre que la fissuration du forgeage est liée à la grande quantité de précipitation d'AlN à grains fins le long du joint de grain primaire.

Les contre-mesures àempêcher la fissuration du forgeagecausées par la précipitation du nitrure d’aluminium le long du cristal sont les suivantes :
1. Limiter la quantité d'aluminium ajoutée à l'acier, éliminer l'azote de l'acier ou inhiber la précipitation d'AlN en ajoutant du titane ;
2. Adopter un lingot de livraison à chaud et un processus de traitement par changement de phase surfondu ;
3. Augmentez la température d'alimentation en chaleur (> 900 ℃) et chauffez directement le forgeage ;
4. Avant le forgeage, un recuit d'homogénéisation suffisant est effectué pour permettre la diffusion de la phase de précipitation aux limites des grains.


Heure de publication : 03 décembre 2020

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