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鍛件淬火裂紋防治措施有哪些?
鍛件淬火裂紋對鍛件質量影響較大,為了避免淬火裂紋出現,應該采用合理的熱處理工藝,控制加熱速度與冷卻質量,減少加熱缺陷與溫度盈利,避免鍛件中存在較為嚴重的冶金缺陷與殘余盈利,淬火后應該及時回火。
鍛件廠在生產力學性能與表面硬度要求高的大型鍛件,鍛后要經粗加工,再進行調質熱處理或表面淬火。在鍛件廠熱處理時,由于溫度急劇變化,將產生很大的溫度應力。由于相變還產生組織應力,和鍛件存在的殘余應力疊加,合成的拉應力值如果超過材料的抗拉強度,并且沒有塑性變形松弛,將會產生各種形式的開裂和裂紋。如鍛件縱向、橫向、表面和中心裂紋,表面龜裂和表層剝離等。
由于大型鍛件截面尺寸大,加熱、冷卻時溫度分布不均勻,相變過程復雜,殘余應力大,而且程度不同地存在著各種宏觀和微觀缺陷,塑性差,韌性低,這都能加劇裂紋萌生與擴展的過程,往往形成即時的或的開裂破壞,甚至炸裂與自然置裂等,造成鍛件廠的經濟損失。
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在鍛件的生產過程中,鍛造加工是一個重要的塑性變形過程,因此鍛造工藝不當引起的缺陷通常有以下幾種
1.大顆粒
大晶粒通常是由于初始鍛造溫度過高,鍛造加工變形程度不足,或鍛造溫度過高,或變形程度落入臨界變形區而造成的。鋁合金變形程度過大,無法形成織構;高溫合金的變形溫度過低,混合變形組織的形成也可能導致晶粒粗大,從而降低鍛件的塑性和韌性,疲勞性能顯著降低。
2.不均勻顆粒
晶粒不均勻是指鍛件某些部位的晶粒特別粗糙,但某些部位的晶粒較小。晶粒不均勻的主要原因是坯料的不均勻變形使晶粒破碎程度不同,或局部區域的變形程度落入臨界變形區,或高溫合金的局部加工硬化,或淬火加熱過程中的局部晶粒。耐熱鋼和高溫合金對不均勻晶粒特別敏感。晶粒不均勻將顯著降低鍛件的耐久性和疲勞性能。
3.冷現象
由于變形過程中溫度低或變形速度過快,以及鍛造后冷卻過快,再結晶引起的軟化可能跟不上變形引起的強化(硬化),因此部分鍛件在熱鍛后仍保持冷變形。組織這種結構的存在提高了鍛件的強度和硬度,但降低了塑性和韌性。嚴重的冷硬現象可能導致鍛造裂紋。
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不銹鋼鍛件由于繼承了不銹鋼材質的特點,又通過鍛造加工使不銹鋼產品的使用性能大大加強,隨著我國工業建設的不斷發展,不銹鋼鍛件產品的應用也越來越廣泛。機械零部件通常都暴露在大氣、蒸汽、水等腐蝕介質中,所以選用不銹鋼鍛件能有效的抵抗空氣、水、酸、堿鹽或其它介質腐蝕。根據機械零部件的使用性質及環境不同,不銹鋼鍛件在選用材料中可根據合金成份的不同,分別側重不銹性和耐酸性。不銹鋼鍛件雖然具有不銹性,但不一定耐酸。
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