نقص‌ها و اقدامات متقابل در قطعات آهنگری بزرگ: ترک‌های آهنگری

در اندازه بزرگآهنگریوقتی کیفیت مواد اولیه پایین باشد یا فرآیند آهنگری در زمان مناسب انجام نشود، ترک‌های آهنگری اغلب به راحتی ایجاد می‌شوند.
در ادامه چندین مورد از ترک‌های ناشی از آهنگری به دلیل جنس نامرغوب معرفی شده است.
(1)آهنگریترک‌های ناشی از عیوب شمش

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

همانطور که در شکل نشان داده شده است، بیشتر عیوب شمش ممکن است باعث ترک خوردگی در حین آهنگری شوند که ترک مرکزی آهنگری اسپیندل 2Cr13 است.
دلیل این امر این است که محدوده دمای تبلور باریک است و ضریب انقباض خطی هنگام انجماد شمش 6T بزرگ است.
به دلیل تراکم و انقباض ناکافی، اختلاف دمای زیاد بین داخل و خارج، تنش کششی محوری زیاد، دندریت ترک خورد و یک ترک بین محوری در شمش تشکیل شد که در حین آهنگری بیشتر گسترش یافت و به ترک در آهنگری اسپیندل تبدیل شد.

نقص را می توان با موارد زیر از بین برد:
(1) برای بهبود خلوص ذوب فولاد مذاب؛
(2) شمش به آرامی خنک می‌شود و تنش حرارتی را کاهش می‌دهد.
(3) از عامل گرمایشی خوب و درپوش عایق استفاده کنید، توانایی پر شدن انقباض را افزایش دهید.
(4) از فرآیند آهنگری تراکم مرکزی استفاده کنید.

(2)آهنگریترک‌هایی که در اثر رسوب ناخالصی‌های مضر در فولاد در امتداد مرز دانه‌ها ایجاد می‌شوند.

گوگرد موجود در فولاد اغلب در امتداد مرز دانه به شکل FeS رسوب می‌کند که نقطه ذوب آن تنها 982 درجه سانتیگراد است. در دمای آهنگری 1200 درجه سانتیگراد، FeS روی مرز دانه ذوب شده و دانه‌ها را به شکل یک فیلم مایع احاطه می‌کند که پیوند بین دانه‌ها را از بین می‌برد و باعث شکنندگی حرارتی می‌شود و ترک خوردگی پس از آهنگری جزئی رخ می‌دهد.

وقتی مس موجود در فولاد در اتمسفر پراکسیداسیون در دمای 1100 تا 1200 درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شود، به دلیل اکسیداسیون انتخابی، نواحی غنی از مس روی لایه سطحی تشکیل می‌شوند. هنگامی که حلالیت مس در آستنیت از مس بیشتر شود، مس به شکل فیلم مایع در مرز دانه‌ها توزیع می‌شود و باعث شکنندگی مس شده و دیگر نمی‌توان آن را آهنگری کرد.
اگر قلع و آنتیموان در فولاد وجود داشته باشد، حلالیت مس در آستنیت به طور جدی کاهش می‌یابد و تمایل به شکنندگی تشدید می‌شود.
با توجه به محتوای بالای مس، سطح قطعات فورج فولادی در حین گرمایش فورج به صورت انتخابی اکسید می‌شود، به طوری که مس در امتداد مرز دانه غنی می‌شود و ترک فورج با هسته‌زایی و گسترش در امتداد فاز غنی از مس مرز دانه تشکیل می‌شود.

(3)ترک آهنگریناشی از فاز ناهمگن (فاز دوم)

خواص مکانیکی فاز دوم در فولاد اغلب با خواص ماتریس فلزی بسیار متفاوت است، بنابراین تنش اضافی باعث می‌شود که پلاستیسیته کلی فرآیند هنگام جریان تغییر شکل کاهش یابد. هنگامی که تنش موضعی از نیروی اتصال بین فاز ناهمگن و ماتریس بیشتر شود، جدایی رخ می‌دهد و سوراخ‌ها تشکیل می‌شوند.
برای مثال، اکسیدها، نیتریدها، کاربیدها، بوریدها، سولفیدها، سیلیکات‌ها و غیره در فولاد.
فرض کنید این فازها متراکم هستند.
توزیع زنجیره، به خصوص در امتداد مرز دانه که نیروی اتصال ضعیفی وجود دارد، باعث ترک خوردن قطعه آهنگری شده در دمای بالا می‌شود.
مورفولوژی ماکروسکوپی ترک خوردگی ناشی از آهنگری ناشی از رسوب ریز AlN در امتداد مرز دانه شمش‌های فولاد 20SiMn 87t اکسید شده و به صورت کریستال‌های ستونی چند وجهی ارائه شده است.
آنالیز میکروسکوپی نشان می‌دهد که ترک خوردگی ناشی از آهنگری به مقدار زیاد رسوب AlN ریزدانه در امتداد مرز دانه اولیه مربوط می‌شود.

اقدامات متقابل برایجلوگیری از ترک خوردگی آهنگریناشی از رسوب نیترید آلومینیوم در امتداد کریستال به شرح زیر است:
۱. مقدار آلومینیوم اضافه شده به فولاد را محدود کنید، نیتروژن را از فولاد حذف کنید یا با افزودن تیتانیوم از رسوب AlN جلوگیری کنید.
2. اتخاذ شمش تحویل گرم و فرآیند تغییر فاز فوق سرد؛
۳. دمای تغذیه حرارتی را افزایش دهید (> ۹۰۰℃) و مستقیماً آهنگری حرارتی کنید.
۴. قبل از آهنگری، عملیات آنیل همگن‌سازی کافی انجام می‌شود تا رسوب مرز دانه‌ای به صورت نفوذی انجام شود.


زمان ارسال: دسامبر-03-2020

  • قبلی:
  • بعدی: