In grandeforgiaturaQuando la qualità delle materie prime è scarsa o il processo di forgiatura non avviene al momento giusto, è spesso facile che si verifichino crepe durante la forgiatura.
Di seguito vengono presentati diversi casi di crepe di forgiatura causate da materiali di scarsa qualità.
(1)Forgiaturacrepe causate da difetti del lingotto

La maggior parte dei difetti dei lingotti può causare crepe durante la forgiatura, come mostrato nella figura, che rappresenta la crepa centrale della forgiatura del fuso in 2Cr13.
Ciò avviene perché l'intervallo di temperatura di cristallizzazione è ristretto e il coefficiente di restringimento lineare è elevato quando il lingotto da 6T si solidifica.
A causa dell'insufficiente condensazione e restringimento, della grande differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno e dell'elevata sollecitazione di trazione assiale, la dendrite si è incrinata, formando una crepa interassiale nel lingotto, che si è ulteriormente espansa durante la forgiatura fino a diventare una crepa nella forgiatura del fuso.

Il difetto può essere eliminato:
(1)Per migliorare la purezza della fusione dell'acciaio fuso;
(2) Il lingotto si raffredda lentamente, riducendo lo stress termico;
(3) Utilizzare un buon agente riscaldante e un tappo isolante, aumentare la capacità di riempimento del restringimento;
(4)Utilizzare il processo di forgiatura a compattazione centrale.

(2)Forgiaturacrepe causate dalla precipitazione di impurità nocive nell'acciaio lungo i bordi dei grani.

Lo zolfo presente nell'acciaio precipita spesso lungo il bordo dei grani sotto forma di FeS, il cui punto di fusione è di soli 982 °C. Alla temperatura di forgiatura di 1200 °C, il FeS presente sul bordo dei grani fonde e avvolge i grani sotto forma di una pellicola liquida, che distrugge il legame tra i grani e produce fragilità termica, con conseguente formazione di cricche dopo una leggera forgiatura.

Quando il rame contenuto nell'acciaio viene riscaldato in atmosfera di perossidazione a 1100-1200 °C, a causa dell'ossidazione selettiva, si formano aree ricche di rame sullo strato superficiale. Quando la solubilità del rame nell'austenite supera quella del rame, il rame si distribuisce sotto forma di pellicola liquida a bordo grano, formando fragilità e rendendo impossibile la forgiatura.
Se nell'acciaio sono presenti stagno e antimonio, la solubilità del rame nell'austenite verrà notevolmente ridotta e la tendenza alla fragilità verrà intensificata.
A causa dell'elevato contenuto di rame, la superficie dei pezzi forgiati in acciaio viene ossidata selettivamente durante il riscaldamento della forgiatura, in modo che il rame si arricchisca lungo il bordo del grano e la crepa di forgiatura si formi per nucleazione ed espansione lungo la fase ricca di rame del bordo del grano.

(3)Crepa di forgiaturacausato dalla fase eterogenea (seconda fase)

Le proprietà meccaniche della seconda fase nell'acciaio sono spesso molto diverse da quelle della matrice metallica, quindi lo stress aggiuntivo causerà una diminuzione della plasticità complessiva del processo durante il flusso di deformazione. Una volta che lo stress locale supera la forza di legame tra la fase eterogenea e la matrice, si verificherà la separazione e si formeranno i fori.
Ad esempio, gli ossidi, i nitruri, i carburi, i boruri, i solfuri, i silicati e così via presenti nell'acciaio.
Supponiamo che queste fasi siano dense.
La distribuzione della catena, in particolare lungo il confine del grano dove esiste una debole forza di legame, provoca crepe durante la forgiatura ad alta temperatura.
La morfologia macroscopica delle cricche di forgiatura causate dalla precipitazione fine di AlN lungo il bordo del grano dei lingotti di acciaio 20SiMn da 87 t è stata ossidata e presentata come cristalli colonnari poliedrici.
L'analisi microscopica mostra che la formazione di crepe durante la forgiatura è correlata alla grande quantità di precipitazione di AlN a grana fine lungo il confine del grano primario.

Le contromisure perprevenire le crepe di forgiaturacausati dalla precipitazione del nitruro di alluminio lungo il cristallo sono i seguenti:
1. Limitare la quantità di alluminio aggiunta all'acciaio, rimuovere l'azoto dall'acciaio o inibire la precipitazione di AlN aggiungendo titanio;
2. Adottare il processo di trattamento del lingotto a consegna calda e del cambio di fase sottoraffreddato;
3. Aumentare la temperatura di alimentazione del calore (> 900℃) e riscaldare direttamente la forgiatura;
4. Prima della forgiatura, viene eseguito un trattamento di omogeneizzazione sufficiente a favorire la diffusione della fase di precipitazione ai bordi dei grani.