Lielu kalumu defekti un pretpasākumi: Kalšanas plaisas

Lielā mērogākalšana, ja izejvielu kvalitāte ir slikta vai kalšanas process nav īstajā laikā, kalšanas plaisas bieži vien ir viegli rasties.
Turpmāk ir aprakstīti vairāki kalšanas plaisu gadījumi, ko izraisa sliktas kvalitātes materiāls.
(1)Kalšanaplaisas, ko izraisa lietņu defekti

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

Lielākā daļa lietņu defektu kalšanas laikā var izraisīt plaisāšanu, kā parādīts 1. attēlā, kas ir 2Cr13 vārpstas kalšanas centrālā plaisa.
Tas ir tāpēc, ka kristalizācijas temperatūras diapazons ir šaurs un lineārais saraušanās koeficients ir liels, kad 6T lietnis sacietē.
Nepietiekamas kondensācijas un saraušanās, lielas temperatūras atšķirības starp iekšējo un ārējo pusi, liela aksiālā stiepes sprieguma dēļ dendrīts saplaisāja, veidojot starpaksiālu plaisu lietnī, kas kalšanas laikā vēl vairāk paplašinājās, veidojot plaisu vārpstas kalumā.

Defektu var novērst, izmantojot:
(1) Uzlabot izkausēta tērauda kausēšanas tīrību;
(2) Lēna lietņa dzesēšana, samazinot termisko spriegumu;
(3) Izmantojiet labu sildīšanas līdzekli un izolācijas vāciņu, lai palielinātu pildījuma saraušanās spēju;
(4) Izmantojiet centra blīvēšanas kalšanas procesu.

(2)Kalšanaplaisas, ko izraisa kaitīgu piemaisījumu nogulsnēšanās tēraudā gar graudu robežām.

Tēraudā esošais sērs bieži izgulsnējas gar graudu robežu FeS₂ veidā, kura kušanas temperatūra ir tikai 982 ℃. Kalšanas temperatūrā 1200 ℃ FeS₂ uz graudu robežas izkusīs un apņems graudus šķidras plēves veidā, kas iznīcinās saiti starp graudiem un radīs termisko trauslumu, un plaisāšana notiks pēc nelielas kalšanas.

Kad tēraudā esošais varš tiek karsēts peroksidācijas atmosfērā 1100–1200 ℃ temperatūrā, selektīvās oksidēšanās dēļ uz virsmas slāņa veidojas ar varu bagātas zonas. Kad vara šķīdība austenītā pārsniedz vara šķīdību, varš graudu robežās sadalās šķidras plēves veidā, veidojot vara trauslumu un to nevar kalst.
Ja tēraudā ir alva un antimons, vara šķīdība austenītā ievērojami samazināsies un pastiprināsies trausluma tendence.
Augstā vara satura dēļ tērauda kalumu virsma kalšanas karsēšanas laikā selektīvi oksidējas, tāpēc varš tiek bagātināts gar graudu robežu, un kalšanas plaisa veidojas, kodolizējoties un izplešoties gar vara bagāto graudu robežas fāzi.

(3)Kalšanas plaisako izraisa heterogēna fāze (otrā fāze)

Tērauda otrās fāzes mehāniskās īpašības bieži vien ļoti atšķiras no metāla matricas īpašībām, tāpēc papildu spriegums deformācijas plūsmas laikā samazinās kopējo procesa plastiskumu. Tiklīdz lokālais spriegums pārsniedz saistīšanās spēku starp heterogēno fāzi un matricu, notiks atdalīšanās un veidosies caurumi.
Piemēram, tērauda oksīdi, nitrīdi, karbīdi, borīdi, sulfīdi, silikāti utt.
Teiksim, ka šīs fāzes ir blīvas.
Ķēdes sadalījums, īpaši gar graudu robežu, kur pastāv vājš saistīšanas spēks, augstas temperatūras kalšanas laikā plaisās.
Kalšanas plaisu makroskopiskā morfoloģija, ko izraisa smalka AlN nogulsnēšanās gar 20SiMn tērauda 87t lietņu graudu robežu, ir oksidēta un attēlota kā daudzstūraini kolonnveida kristāli.
Mikroskopiskā analīze rāda, ka kalšanas plaisas ir saistītas ar lielu smalkgraudaina AlN nogulšņu daudzumu gar primāro graudu robežu.

Pretpasākumi, lainovērstu kalšanas plaisāšanuAlumīnija nitrīda nogulsnēšanās gar kristālu izraisa šādus efektus:
1. Ierobežot tēraudam pievienotā alumīnija daudzumu, izvadīt no tērauda slāpekli vai kavēt AlN nogulsnēšanos, pievienojot titānu;
2. Pieņemt karstās piegādes stieņa un pārdzesētas fāzes maiņas apstrādes procesu;
3. Palieliniet siltuma padeves temperatūru (> 900 ℃) un tieši veiciet kalšanu ar karstumu;
4. Pirms kalšanas tiek veikta pietiekama homogenizācijas atkvēlināšana, lai panāktu graudu robežas nokrišņu fāzes difūziju.


Publicēšanas laiks: 2020. gada 3. decembris

  • Iepriekšējais:
  • Tālāk: