ข้อบกพร่องและมาตรการแก้ไขของการตีขึ้นรูปขนาดใหญ่: รอยแตกร้าวจากการตีขึ้นรูป

ในขนาดใหญ่การตีเหล็กเมื่อคุณภาพของวัตถุดิบไม่ดีหรือกระบวนการตีขึ้นรูปไม่ได้ถูกช่วงเวลาที่เหมาะสม รอยแตกร้าวจากการตีขึ้นรูปมักเกิดขึ้นได้ง่าย
ต่อไปนี้เป็นการแนะนำกรณีรอยแตกร้าวจากการตีขึ้นรูปหลายกรณีที่เกิดจากวัสดุที่มีคุณภาพต่ำ
(1)การตีเหล็กรอยแตกร้าวที่เกิดจากข้อบกพร่องของแท่งโลหะ

https://www.shdhforging.com/news/ข้อบกพร่องและมาตรการตอบโต้การปลอมแปลงขนาดใหญ่-รอยแตกร้าวจากการปลอมแปลง

ข้อบกพร่องของแท่งโลหะส่วนใหญ่อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในระหว่างการตีขึ้นรูป ดังที่แสดงในรูปภาพ ซึ่งเป็นรอยแตกร้าวตรงกลางของการตีขึ้นรูปแกนหมุน 2Cr13
เนื่องจากช่วงอุณหภูมิการตกผลึกค่อนข้างแคบ และค่าสัมประสิทธิ์การหดตัวเชิงเส้นมีค่ามากเมื่อแท่ง 6T แข็งตัว
เนื่องจากการควบแน่นและการหดตัวไม่เพียงพอ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกมาก ความเค้นดึงตามแนวแกนมาก เดนไดรต์จึงแตกร้าว ทำให้เกิดรอยแตกร้าวระหว่างแกนในแท่งโลหะ ซึ่งขยายตัวเพิ่มเติมในระหว่างการดัดโลหะจนกลายเป็นรอยแตกร้าวในการดัดโลหะด้วยแกน

สามารถกำจัดข้อบกพร่องได้โดย:
(1) เพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์ของการหลอมเหล็กหลอมเหลว
(2) แท่งโลหะเย็นลงอย่างช้าๆ ช่วยลดความเครียดจากความร้อน
(3) ใช้สารให้ความร้อนและฝาครอบฉนวนที่ดี เพิ่มความสามารถในการหดตัวของไส้
(4) ใช้กระบวนการอัดแน่นศูนย์กลาง

(2)การตีเหล็กรอยแตกร้าวที่เกิดจากการตกตะกอนของสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายในเหล็กตามแนวขอบเกรน

กำมะถันในเหล็กมักจะตกตะกอนตามขอบเกรนในรูปของ FeS ซึ่งมีจุดหลอมเหลวเพียง 982℃ ที่อุณหภูมิการตีขึ้นรูป 1,200℃ FeS บนขอบเกรนจะหลอมละลายและล้อมรอบเกรนในรูปของฟิล์มของเหลว ซึ่งจะทำลายพันธะระหว่างเกรนและทำให้เกิดความเปราะบางเนื่องจากความร้อน และจะเกิดรอยแตกร้าวหลังจากการตีขึ้นรูปเล็กน้อย

เมื่อทองแดงที่มีอยู่ในเหล็กถูกให้ความร้อนในบรรยากาศเปอร์ออกซิเดชันที่ 1100 ~ 1200℃ เนื่องมาจากการเกิดออกซิเดชันแบบเลือกสรร พื้นที่ที่มีทองแดงจำนวนมากจะก่อตัวขึ้นบนชั้นผิว เมื่อความสามารถในการละลายของทองแดงในออสเทไนต์เกินกว่าของทองแดง ทองแดงจะกระจายตัวในรูปแบบของฟิล์มของเหลวที่ขอบเกรน ทำให้ทองแดงเปราะและไม่สามารถตีขึ้นรูปได้
หากมีดีบุกและแอนติโมนีในเหล็ก ความสามารถในการละลายของทองแดงในออสเทไนต์จะลดลงอย่างมาก และแนวโน้มการเปราะบางจะเพิ่มมากขึ้น
เนื่องจากมีปริมาณทองแดงสูง พื้นผิวของเหล็กดัดจึงถูกออกซิไดซ์อย่างเลือกสรรระหว่างการให้ความร้อนในการดัด ทำให้ทองแดงมีความเข้มข้นมากขึ้นตามขอบเกรน และรอยแตกร้าวจากการดัดจะเกิดขึ้นโดยการเกิดนิวเคลียสและขยายไปตามเฟสที่มีทองแดงสูงบริเวณขอบเกรน

(3)รอยแตกร้าวจากการตีเหล็กเกิดจากเฟสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (เฟสที่ 2)

คุณสมบัติทางกลของเฟสที่สองในเหล็กมักจะแตกต่างกันมากจากเมทริกซ์โลหะ ดังนั้น ความเครียดเพิ่มเติมจะทำให้ความสามารถในการขึ้นรูปของกระบวนการโดยรวมลดลงเมื่อเกิดการเสียรูป เมื่อความเครียดในพื้นที่เกินแรงยึดระหว่างเฟสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและเมทริกซ์ ก็จะเกิดการแยกออกจากกันและเกิดรูขึ้น
ตัวอย่างเช่น ออกไซด์ ไนไตรด์ คาร์ไบด์ โบไรด์ ซัลไฟด์ ซิลิเกต และอื่นๆ ในเหล็ก
เรียกได้ว่าเป็นช่วงที่มีความหนาแน่นเลยทีเดียว
การกระจายตัวของโซ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามขอบเกรน ซึ่งมีแรงยึดเกาะที่อ่อนมาก การตีขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้
สัณฐานวิทยาในระดับมหภาคของรอยแตกร้าวจากการตีขึ้นรูปที่เกิดจากการตกตะกอนของ AlN ละเอียดตามขอบเกรนของแท่งเหล็ก 20SiMn 87t ได้รับการออกซิไดซ์และแสดงออกมาในรูปของผลึกคอลัมน์หลายเหลี่ยม
จากการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์พบว่าการแตกร้าวจากการตีขึ้นรูปมีความเกี่ยวข้องกับปริมาณมากของการตกตะกอน AlN ที่เป็นเมล็ดละเอียดตามแนวขอบเมล็ดพืชหลัก

มาตรการตอบโต้ป้องกันการแตกร้าวจากการตีเหล็กที่เกิดจากการตกตะกอนของอะลูมิเนียมไนไตรด์ตามผลึกมีดังนี้
1. จำกัดปริมาณอลูมิเนียมที่เติมลงในเหล็ก กำจัดไนโตรเจนออกจากเหล็ก หรือยับยั้งการตกตะกอนของ AlN โดยการเติมไททาเนียม
2. นำแท่งส่งมอบร้อนและกระบวนการบำบัดเปลี่ยนเฟสที่เย็นจัดมาใช้
3. เพิ่มอุณหภูมิการป้อนความร้อน (> 900℃) และให้ความร้อนกับการตีขึ้นรูปโดยตรง
4. ก่อนการตีขึ้นรูป จะต้องดำเนินการอบอ่อนจนเป็นเนื้อเดียวกันเพียงพอ เพื่อให้เกิดการแพร่กระจายเฟสการตกตะกอนตามขอบเกรน


เวลาโพสต์: 03-12-2020

  • ก่อนหน้า:
  • ต่อไป: