Дефекти та контрзаходи великих поковок: Тріщини в поковках

У великомукування, коли якість сировини погана або процес кування не відбувається вчасно, тріщини під час кування часто виникають легко.
Далі наведено кілька випадків тріщин під час кування, спричинених неякісним матеріалом.
(1)Куваннятріщини, спричинені дефектами злитків

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

Більшість дефектів злитків можуть спричинити розтріскування під час кування, як показано на рисунку , який є центральною тріщиною поковки шпинделя 2Cr13.
Це пояснюється тим, що діапазон температур кристалізації вузький, а коефіцієнт лінійної усадки великий, коли злиток 6T твердне.
Через недостатню конденсацію та усадку, велику різницю температур між внутрішньою та зовнішньою частинами, велике осьове напруження розтягу, дендрит розтріснувся, утворюючи міжосьову тріщину в злитці, яка додатково розширилася під час кування, перетворившись на тріщину в поковці шпинделя.

Дефект можна усунути шляхом:
(1) Для покращення чистоти розплавленої сталі під час виплавки;
(2) Повільне охолодження зливка, що зменшує термічне напруження;
(3) Використовуйте хороший нагрівальний агент та ізоляційний ковпачок, щоб збільшити здатність до усадки заповнення;
(4) Використовуйте процес кування з центральним ущільненням.

(2)Куваннятріщини, що виникають внаслідок осадження шкідливих домішок у сталі вздовж меж зерен.

Сірка в сталі часто осідає вздовж межі зерен у вигляді FeS, температура плавлення якого становить лише 982 ℃. При температурі кування 1200 ℃ FeS на межі зерен розплавляється та оточує зерна у вигляді рідкої плівки, що руйнує зв'язок між зернами та призводить до термічної крихкості, а розтріскування відбувається вже після незначного кування.

Коли мідь, що міститься в сталі, нагрівають в перекисній атмосфері до 1100~1200℃, внаслідок селективного окислення на поверхневому шарі утворюються ділянки, багаті на мідь. Коли розчинність міді в аустеніті перевищує розчинність міді, мідь розподіляється у вигляді рідкої плівки на межах зерен, утворюючи крихкість міді та не піддається куванні.
Якщо в сталі є олово та сурма, розчинність міді в аустеніті значно зменшиться, а тенденція до окрихчення посилиться.
Через високий вміст міді поверхня сталевих поковок вибірково окислюється під час нагрівання кування, так що мідь збагачується вздовж межі зерен, а тріщина кування утворюється шляхом зародження та розширення вздовж багатої на мідь фази межі зерен.

(3)Тріщина при ковціспричинена гетерогенною фазою (друга фаза)

Механічні властивості другої фази в сталі часто дуже відрізняються від властивостей металевої матриці, тому додаткове напруження призведе до зниження загальної пластичності процесу під час деформації. Як тільки локальне напруження перевищить силу зв'язку між гетерогенною фазою та матрицею, відбудеться розділення та утворюються отвори.
Наприклад, оксиди, нітриди, карбіди, бориди, сульфіди, силікати тощо в сталі.
Припустимо, що ці фази щільні.
Розподіл ланцюгів, особливо вздовж межі зерен, де існує слабка сила зв'язку, при кування за високої температури призведе до розтріскування.
Макроскопічна морфологія кувальних розтріскування, спричиненого дрібним осадженням AlN вздовж межі зерен злитків сталі 20SiMn марки 87t, була окислена та представлена ​​у вигляді поліедричних стовпчастих кристалів.
Мікроскопічний аналіз показує, що розтріскування при куванні пов'язане з великою кількістю дрібнозернистих осадів AlN вздовж межі первинних зерен.

Контрзаходи протизапобігання розтріскуванню куванняспричинені осадженням нітриду алюмінію вздовж кристала, є наступними:
1. Обмежити кількість алюмінію, що додається до сталі, видалити азот зі сталі або запобігти осадженню AlN шляхом додавання титану;
2. Застосувати гарячу поставку злитків та процес переохолодження з перехідною фазою;
3. Збільште температуру подачі тепла (> 900℃) та безпосередньо проведіть термічне кування;
4. Перед куванням проводиться достатній гомогенізаційний відпал для забезпечення дифузії фази осадження по межах зерен.


Час публікації: 03 грудня 2020 р.

  • Попередній:
  • Далі: