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锻件淬火裂纹防治措施有哪些?
锻件淬火裂纹对锻件质量影响较大,为了避免淬火裂纹出现,应该采用合理的热处理工艺,控制加热速度与冷却质量,减少加热缺陷与温度盈利,避免锻件中存在较为严重的冶金缺陷与残余盈利,淬火后应该及时回火。
锻件厂在生产力学性能与表面硬度要求高的大型锻件,锻后要经粗加工,再进行调质热处理或表面淬火。在锻件厂热处理时,由于温度急剧变化,将产生很大的温度应力。由于相变还产生组织应力,和锻件存在的残余应力叠加,合成的拉应力值如果超过材料的抗拉强度,并且没有塑性变形松弛,将会产生各种形式的开裂和裂纹。如锻件纵向、横向、表面和中心裂纹,表面龟裂和表层剥离等。
由于大型锻件截面尺寸大,加热、冷却时温度分布不均匀,相变过程复杂,残余应力大,而且程度不同地存在着各种宏观和微观缺陷,塑性差,韧性低,这都能加剧裂纹萌生与扩展的过程,往往形成即时的或的开裂破坏,甚至炸裂与自然置裂等,造成锻件厂的经济损失。
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在轴类锻件的整个成形过程中,只有应用新的锻造工艺理论和技术优化组合,才能使各阶段的变形机理得到的协调。要点是:
加长法应选择LZ锻造法。如果砧宽比W/H不能满足要求,则应选择新的FM锻造方法。无论采用LZ锻造法还是新FM锻造法,砧宽比W/H、料宽比B/H和压下率的合理匹配△H/H应严格控制。JTS锻造工艺可用于300 MW及以上锻件的锻造工艺。
在坯料加热的主要变形阶段,初始锻造温度应达到1250~1270℃,应保证足够的保温时间,以利于分离和扩散,保证不良材料的均匀温度。
将方形截面毛坯变形为圆形截面毛坯,用平砧将其压成八面体。其余成型过程应使用120°或135°上下V形砧完成。
控制锻造消除混晶可采用高温停锻或低温停锻工艺。
大型轴锻件的传统锻造工艺存在的问题是,前一工艺的作用可能会被后续工艺消除或削弱。因此,应根据新发展的锻造工艺理论对传统锻造工艺进行改造,锻造的作用是分阶段完成的,即以明确的目标解决不同阶段不同内容的问题。这样可以达到省时、省力效果。
应用开发的新工艺方法,如锥形镦粗,优化LZ锻造方法或同时控制材料宽度比B/H和砧座宽度比W/H的新FM锻造方法,以及控制热力学参数组合的锻造方法,在制备大型轴类锻件的过程中,可以优化各阶段的变形机理。
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在锻件的生产过程中,锻造加工是一个重要的塑性变形过程,因此锻造工艺不当引起的缺陷通常有以下几种:
裂纹
裂纹通常是由锻造过程中较大的拉应力、剪应力或附加拉应力引起的。锻造裂纹发生的部位通常是坯料应力大、厚度薄的部位。如果坯料表面和内部存在微裂纹,或坯料中存在结构缺陷,或由于热加工温度不适当而导致材料塑性降低,或变形速度过快,变形程度过大,材料塑性指数超过,则粗加工,在拉拔、冲孔、铰孔、弯曲和挤压等过程中可能出现裂纹。
开裂
裂纹是锻件表面的浅龟裂。锻造成形中受拉伸应力影响的表面(例如,填充不足的突出零件或弯曲零件)容易出现此类缺陷。导致裂纹的内部因素可能多种多样:①原材料中含有过多的易熔元素,如铜和锡。② 高温长时间加热时,钢材表面会有铜沉淀,表面晶粒粗大,脱碳,或反复加热后的表面。③燃料硫含量过高,钢材表面有硫渗入。
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