鍛造廠加工必威登录鍛件時金屬的鍛后冷卻
對于一般鋼料的小必威登录鍛件,鍛后可直接放在地上空冷,對合金鋼必威登录鍛件或大型必威登录鍛件,則應考慮合金元素含量和斷口尺寸大小來確定合適的冷卻規范。

鍛后冷卻是指結束鍛造后從終鍛溫度冷卻到室溫的過程。鍛造后的必威登录鍛件如果冷卻方法選擇不當,在實際生產中某些必威登录鍛件有時會產生裂紋甚至報廢。因此。要重視鍛造后冷卻方式的選擇。


    對于一般鋼料的小必威登录鍛件,鍛后可直接放在地上空冷,對合金鋼必威登录鍛件或大型必威登录鍛件,則應考慮合金元素含量和斷口尺寸大小來確定合適的冷卻規范。否則容易產生各種缺陷。鍛后冷卻過程常見的缺陷有:裂紋、白點、網狀碳化物等。

 

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     鍛后冷卻缺陷產生的原因和防止措施


    裂紋:必威登录鍛件鍛后冷卻裂紋是由于冷卻過程中產生的內應力引起的,按冷卻時內應力產生的原因不同有:溫度應力、組織應力和殘余應力。


    溫度應力是必威登录鍛件在冷卻過程中內外溫度不同,造成收縮不一致而產生。冷卻初期表層冷卻快.表面收縮受到心部阻碎。在表面產生拉應力,心部產生壓應力。隨冷卻繼續進行,如果必威登录鍛件為抗力較小的軟鋼,表面微量塑性變形可松弛表面拉應力,冷卻后期,表面溫度降到常溫。心部溫度高,繼續收縮,表面會阻礙心郎的收縮,結果造成表面為壓應力,心部為拉應力,如圖3-23(a)所示,這種情況產生內裂的傾向性較大。對于抗力大難變形的硬鋼,冷卻初期表面拉應力得不到松弛,到了冷卻后期心部收縮對表面產生的附加壓應力只能降低一部分表面拉應力,不會使溫度應力方向發生改變,結果表面仍為拉應力,心部為壓應力,如圖3-23(b)所示,這種情況產生外裂傾向性較大。


 

組織應力是必威登录鍛件在冷卻過程中發生相變,表里發生相變的時間和相的比體積不同而產生應力,如馬氏體比容要比奧氏體大,當必威登录鍛件表面冷卻到馬氏體轉變溫度時,表面首先發生馬氏體轉變,而心部仍處于奧氏體態,因此必威登录鍛件表面體積膨脹受到心部制約,這時產生的組織應力是表面受壓應力,心部為拉應力,如圖3-23(c)所示,心部組織的塑韌性較高,通過局部塑性變形可以緩和上述應力。但當心部發生馬氏體轉變時,心部體積膨脹,受到表面的阻礙,引起表面為拉應力,心部為壓應力。實際生產中必威登录鍛件尺寸越大,熱導率越小,溫度應力和組織應力越大。


    殘余應力是必威登录鍛件在成形過程中,因變形不均勻、加工硬化而引起的應力,未能及時得到再結晶軟化而消除,鍛后仍保留在必威登录鍛件中的應力。當這三種應力疊加超過鋼材的強度極限時,會在必威登录鍛件相應部位產生裂紋,如內部內裂、表層外裂。因此,鍛好的必威登录鍛件不能隨意冷卻。如含碳量較高的鋼在700℃以下不能快冷,需要進人緩冷坑緩冷,中低碳鋼、中小型必威登录鍛件和低合金鋼必威登录鍛件可采用空冷。


    白點:必威登录鍛件鍛后冷卻不當可能會產生白點,白點是鋼中的氫和內應力共同作用在必威登录鍛件內部形成的一種極細小的脆性裂紋,在鋼的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點。合金鋼中的白點色澤光亮,碳素鋼較暗。白點的尺寸由幾毫米到幾十毫米。從顯微組織上觀察,白點附近區域沒有發現塑性變形的痕跡。因此,白點是純脆性的,白點不僅導致力學性能急劇下降,而且在熱處理淬火時會使零件開裂,或零件在使用過程中發生延遲破壞而突然斷裂。因此,必威登录鍛件中不允許存在白點缺陷。白點多發生在珠光體組織和馬氏體組織的合金鋼中,碳素鋼程度較輕,奧氏體、鐵素體組織的鋼和萊氏體合金鋼極少發現白點缺陷。


    為防止白點缺陷,熱處理時可采用鐵素體區等溫處理,使氫逸出,因為氫在α-Fe中溶解度要小于在γ-Fe中溶解度,在所有溫度下氫在α-Fe中擴散系數都遠大于γ-Fe中的擴散系數,因此在鐵素體區等溫處理有利于氫的逸出。對于碳鋼可在620~660℃等溫處理,對于白點敏感性較高的合金鋼可先進行280~330℃等溫處理后然后升溫至580~660℃等溫處理,均可減小必威登录鍛件中的氫。隨著目前熔煉技術的提高和爐外精煉技術應用,材料中氫的含量降低,氫脆的危害減少。

 

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    網狀碳化物:過共析鋼和碳量較高的合金鋼終鍛溫度較高并在鍛后緩冷時,特別是在區間緩冷,奧氏體將析出大量的二次碳化物,由于碳原子具有較大的活動能力和足夠的時間擴散到晶界,便沿著奧氏體晶界形成網狀碳化物。當網狀碳化物較嚴重時,用-般熱處理方法不易消除,使材料的沖擊韌性降低,熱處理淬火時常引起龜裂。

 

    上述各種缺陷均與冷卻速度有關,因此防止必威登录鍛件冷卻過程缺陷產生的措施之一是鍛后制定合適的冷卻規范。


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