Дефекты и меры борьбы с крупными поковками: Ковочные трещины.

В целомковка, когда качество сырья плохое или процесс ковки не в нужное время, часто легко возникают трещины при ковке.
Ниже представлены несколько случаев образования трещин при ковке, вызванных плохим материалом.
(1)Ковкатрещины, вызванные дефектами слитка

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

Большинство дефектов слитков могут вызвать растрескивание во время ковки, как показано на рисунке, это центральная трещина шпиндельной поковки 2Cr13.
Это связано с тем, что при затвердевании слитка 6Т диапазон температур кристаллизации узок, а коэффициент линейной усадки велик.
Из-за недостаточной конденсации и усадки, большой разницы температур внутри и снаружи, большого осевого растягивающего напряжения дендрит растрескивался, образуя межосевую трещину в слитке, которая в дальнейшем расширялась во время ковки, превращаясь в трещину в поковке шпинделя.

Дефект можно устранить:
(1)Улучшить чистоту выплавки расплавленной стали;
(2) Медленное охлаждение слитка, снижающее термическое напряжение;
(3) Используйте хороший нагревательный агент и изоляционный колпачок, увеличьте способность заполнения усадки;
(4) Используйте процесс ковки с уплотнением по центру.

(2)Ковкатрещины, вызванные осаждением вредных примесей в стали по границам зерен.

Сера в стали часто осаждается вдоль границ зерен в виде FeS, температура плавления которого составляет всего 982 ℃. При температуре ковки 1200 ℃ FeS на границе зерен расплавится и окружит зерна в виде жидкой пленки, которая разрушит связь между зернами и приведет к термической хрупкости, а после легкой ковки произойдет растрескивание.

Когда медь, содержащаяся в стали, нагревается в атмосфере перекисного окисления при температуре 1100 ~ 1200 ℃, из-за селективного окисления на поверхностном слое образуются области, богатые медью. Когда растворимость меди в аустените превышает растворимость меди, медь распределяется в виде жидкой пленки на границах зерен, образуя медь хрупкой и не поддающейся ковке.
Если в стали есть олово и сурьма, растворимость меди в аустените серьезно снизится и тенденция к охрупчиванию усилится.
Из-за высокого содержания меди поверхность стальных поковок избирательно окисляется во время нагрева ковки, так что медь обогащается вдоль границы зерна, а ковочная трещина образуется за счет зарождения и расширения вдоль богатой медью фазы границы зерна.

(3)Ковка трещинывызвано гетерогенной фазой (вторая фаза)

Механические свойства второй фазы в стали часто сильно отличаются от свойств металлической матрицы, поэтому дополнительное напряжение приведет к снижению общей пластичности процесса при протекании деформации. Как только локальное напряжение превысит силу связи между гетерогенной фазой и матрицей, произойдет разделение и образуются отверстия.
Например, оксиды, нитриды, карбиды, бориды, сульфиды, силикаты и так далее в стали.
Допустим, эти фазы плотные.
Распределение цепи, особенно вдоль границы зерна, где существует слабая сила связи, высокотемпературная ковка приведет к растрескиванию.
Макроскопическая морфология растрескивания при ковке, вызванного мелкими выделениями AlN вдоль границ зерен слитков стали 87т 20SiMn, окислена и представлена ​​в виде многогранных столбчатых кристаллов.
Микроскопический анализ показывает, что растрескивание при ковке связано с большим количеством мелкозернистых выделений AlN вдоль первичной границы зерна.

Меры противодействияпредотвратить растрескивание при ковкевызванные осаждением нитрида алюминия вдоль кристалла, заключаются в следующем:
1. Ограничить количество алюминия, добавляемого в сталь, удалить азот из стали или замедлить осаждение AlN путем добавления титана;
2. Принять горячую доставку слитка и переохлажденный процесс обработки с фазовым переходом;
3. Увеличьте температуру подачи тепла (> 900 ℃) и нагрейте ковку напрямую;
4. Перед ковкой проводится достаточный гомогенизационный отжиг, чтобы обеспечить диффузию фазы выделения границ зерен.


Время публикации: 03 декабря 2020 г.

  • Предыдущий:
  • Следующий: