Defeitos e Contramedidas de peças forjadas grandes: Rachaduras de forjamento

Em grandeforjamento, quando a qualidade das matérias-primas é ruim ou o processo de forjamento não ocorre no momento certo, muitas vezes é fácil ocorrer rachaduras de forjamento.
A seguir são apresentados vários casos de trincas de forjamento causadas por material de baixa qualidade.
(1)Forjamentorachaduras causadas por defeitos do lingote

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

A maioria dos defeitos do lingote pode causar trincas durante o forjamento, como mostrado na Figura , que é a trinca central do forjamento do fuso 2Cr13.
Isso ocorre porque a faixa de temperatura de cristalização é estreita e o coeficiente de retração linear é grande quando o lingote 6T solidifica.
Devido à condensação e encolhimento insuficientes, grande diferença de temperatura entre o interior e o exterior, grande tensão de tração axial, o dendrito rachou, formando uma fissura interaxial no lingote, que foi ainda mais expandida durante o forjamento para se tornar uma fissura no forjamento do fuso.

O defeito pode ser eliminado por:
(1)Para melhorar a pureza da fundição de aço fundido;
(2) Resfriamento lento do lingote, reduzindo o estresse térmico;
(3) Use um bom agente de aquecimento e tampa de isolamento, aumente a capacidade de encolhimento de enchimento;
(4) Use o processo de forjamento por compactação central.

(2)Forjamentorachaduras causadas pela precipitação de impurezas prejudiciais no aço ao longo dos limites dos grãos.

O enxofre no aço é frequentemente precipitado ao longo do contorno do grão na forma de FeS, cujo ponto de fusão é de apenas 982°C. Na temperatura de forjamento de 1200°C, o FeS no limite do grão derreterá e envolverá os grãos na forma de filme líquido, o que destruirá a ligação entre os grãos e produzirá fragilidade térmica, e a rachadura ocorrerá após um leve forjamento.

Quando o cobre contido no aço é aquecido em uma atmosfera de peroxidação a 1100 ~ 1200°C, devido à oxidação seletiva, áreas ricas em cobre se formarão na camada superficial. Quando a solubilidade do cobre na austenita excede a do cobre, o cobre é distribuído na forma de filme líquido no limite do grão, formando fragilidade do cobre e incapaz de ser forjado.
Se houver estanho e antimônio no aço, a solubilidade do cobre na austenita será seriamente reduzida e a tendência à fragilização será intensificada.
Devido ao alto teor de cobre, a superfície das peças forjadas de aço é oxidada seletivamente durante o aquecimento do forjamento, de modo que o cobre é enriquecido ao longo do limite de grão, e a trinca de forjamento é formada por nucleação e expansão ao longo da fase rica em cobre do limite de grão.

(3)Forjando rachaduracausada por fase heterogênea (segunda fase)

As propriedades mecânicas da segunda fase no aço são frequentemente muito diferentes daquelas da matriz metálica, de modo que a tensão adicional fará com que a plasticidade geral do processo diminua quando a deformação flui. Uma vez que a tensão local exceda a força de ligação entre a fase heterogênea e a matriz, a separação ocorrerá e os buracos serão formados.
Por exemplo, os óxidos, nitretos, carbonetos, boretos, sulfetos, silicatos e assim por diante no aço.
Digamos que essas fases sejam densas.
Distribuição da cadeia, especialmente ao longo do limite do grão, onde existe uma força de ligação fraca, o forjamento em alta temperatura irá rachar.
A morfologia macroscópica da trinca por forjamento causada pela precipitação fina de AlN ao longo do limite de grão dos lingotes de aço 20SiMn 87t foi oxidada e apresentada como cristais colunares poliédricos.
A análise microscópica mostra que a fissuração do forjamento está relacionada à grande quantidade de precipitação de AlN de grãos finos ao longo do limite de grão primário.

As contramedidas aevitar rachaduras no forjamentocausadas pela precipitação de nitreto de alumínio ao longo do cristal são as seguintes:
1. Limitar a quantidade de alumínio adicionado ao aço, remover o nitrogênio do aço ou inibir a precipitação de AlN adicionando titânio;
2. Adote lingote de entrega quente e processo de tratamento de mudança de fase super-resfriado;
3. Aumente a temperatura de alimentação de calor (> 900 ℃) e aqueça diretamente o forjamento;
4. Antes do forjamento, é realizado um recozimento de homogeneização suficiente para fazer a difusão da fase de precipitação no limite do grão.


Horário da postagem: 03 de dezembro de 2020

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