Difetti e contromisure dei fucinati di grandi dimensioni: Cricche di forgiatura

In grandeforgiatura, quando la qualità delle materie prime è scarsa o il processo di forgiatura non è al momento giusto, è spesso facile che si verifichino crepe durante la forgiatura.
Di seguito vengono introdotti diversi casi di cricche da forgiatura causate da materiale scadente.
(1)Forgiaturacrepe causate da difetti del lingotto

https://www.shdhforging.com/news/defects-and-countermeasures-of-large-forgings-forging-cracks

La maggior parte dei difetti del lingotto possono causare fessurazioni durante la forgiatura, come mostrato in Figura , che è la fessura centrale della forgiatura del mandrino 2Cr13.
Questo perché l'intervallo di temperature di cristallizzazione è ristretto e il coefficiente di ritiro lineare è elevato quando il lingotto 6T solidifica.
A causa della condensazione e del restringimento insufficienti, della grande differenza di temperatura tra interno ed esterno e del grande stress di trazione assiale, il dendrite si è incrinato, formando una fessura interassiale nel lingotto, che è stata ulteriormente espansa durante la forgiatura per diventare una crepa nel mandrino di forgiatura.

Il difetto può essere eliminato:
(1) Per migliorare la purezza della fusione dell'acciaio fuso;
(2) Il lingotto si raffredda lentamente, riducendo lo stress termico;
(3) Utilizzare un buon agente riscaldante e un cappuccio isolante, aumentare la capacità di riempimento del restringimento;
(4) Utilizzare il processo di forgiatura a compattazione centrale.

(2)Forgiaturacricche causate dalla precipitazione di impurità nocive nell'acciaio lungo i bordi dei grani.

Lo zolfo nell'acciaio viene spesso precipitato lungo il bordo del grano sotto forma di FeS, il cui punto di fusione è di soli 982 ℃. Alla temperatura di forgiatura di 1200℃, il FeS sul bordo del grano si scioglierà e circonderà i grani sotto forma di pellicola liquida, che distruggerà il legame tra i grani e produrrà fragilità termica, e la rottura si verificherà dopo una leggera forgiatura.

Quando il rame contenuto nell'acciaio viene riscaldato in un'atmosfera di perossidazione a 1100 ~ 1200 ℃, a causa dell'ossidazione selettiva, sullo strato superficiale si formeranno aree ricche di rame. Quando la solubilità del rame nell'austenite supera quella del rame, il rame si distribuisce sotto forma di pellicola liquida al bordo del grano, formando fragilità del rame e rendendolo impossibile da forgiare.
Se nell'acciaio sono presenti stagno e antimonio, la solubilità del rame nell'austenite sarà ridotta seriamente e la tendenza all'infragilimento sarà intensificata.
A causa dell'elevato contenuto di rame, la superficie dei pezzi fucinati in acciaio viene ossidata selettivamente durante il riscaldamento della forgiatura, in modo che il rame si arricchisca lungo il bordo del grano e la fessura di forgiatura si formi mediante nucleazione ed espansione lungo la fase ricca di rame del bordo del grano.

(3)Crepa da forgiarecausato da una fase eterogenea (seconda fase)

Le proprietà meccaniche della seconda fase nell'acciaio sono spesso molto diverse da quelle della matrice metallica, quindi lo stress aggiuntivo farà sì che la plasticità complessiva del processo diminuisca quando scorre la deformazione. Una volta che lo stress locale supera la forza di legame tra la fase eterogenea e la matrice, si verificherà la separazione e si formeranno i buchi.
Ad esempio, gli ossidi, i nitruri, i carburi, i boruri, i solfuri, i silicati e così via nell'acciaio.
Diciamo che queste fasi sono dense.
Distribuzione della catena, soprattutto lungo il bordo del grano dove esiste una debole forza legante, la forgiatura ad alta temperatura si romperà.
La morfologia macroscopica della fessurazione da forgiatura causata dalla precipitazione fine di AlN lungo il bordo del grano di lingotti di acciaio 20SiMn 87t è stata ossidata e presentata come cristalli colonnari poliedrici.
L'analisi microscopica mostra che la fessurazione da forgiatura è correlata alla grande quantità di precipitazione di AlN a grana fine lungo il confine del grano primario.

Le contromisure aprevenire la rottura della forgiaturacausati dalla precipitazione del nitruro di alluminio lungo il cristallo sono i seguenti:
1. Limitare la quantità di alluminio aggiunto all'acciaio, rimuovere l'azoto dall'acciaio o inibire la precipitazione dell'AlN aggiungendo titanio;
2. Adottare il lingotto di consegna a caldo e il processo di trattamento a cambiamento di fase sottoraffreddato;
3. Aumentare la temperatura di alimentazione del calore (> 900 ℃) e forgiare direttamente a caldo;
4. Prima della forgiatura, viene eseguita una ricottura di omogeneizzazione sufficiente per realizzare la diffusione della fase di precipitazione del bordo del grano.


Orario di pubblicazione: 03-dic-2020

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