管板鍛件形成橫向裂紋時內應力分布的特征是表面受壓應力,離表面一定的距離應力發生劇變,由壓應力變為很大的拉應力。裂紋產生在拉應力峰值區域內,然后當內應力重新分布或鋼的脆性進一步增加時才蔓延到鍛件表面。橫向裂紋的特點是垂直于軸的方向。
這類裂紋往往發生在未淬透的鍛件中,因為淬硬與未淬硬的過渡區有一個大的應力峰值,而且軸向應力大于切向應力。
鍛件因不能全部淬透,而且往往存在在較嚴重的冶金缺陷(如:氣泡、夾雜、鍛造裂紋、偏析、白點等),在熱處理應力作用下,以這些缺陷為裂紋的起點,緩慢擴張直到最后突然斷裂。另外在軋輥的橫斷實例中,往往在斷裂面上不能看出明顯的斷裂起點,這像刀切的一樣,這是較脆的材料在熱應力作用下引起斷裂的特征。
對管板鍛件來說,打中心孔并對表面和中心一起冷卻,可使拉應力的峰值移向中間層,數值也可大大降低,所以,這是防止橫斷的有效方法之一。然而打中心孔時往往會使冶金缺陷暴露到中心孔表面,亦有其不利之處。
表面夾渣是在液態模鍛過程中,部分涂料或氧化皮被擠入制件表層,在悴火時呈現皺皮或氧化渣麻點。
因此管板鍛件表面夾渣產生原因有涂料過多或末干固就進行澆注,使涂料帶人液態金屬中,有的還與金屬液發生作用,形成化合物夾雜。例如,髙錫青銅的“硬質點”就是這樣。
沖頭加壓時,使已自由凝固的結晶硬殼發生大的皺褶變形,將涂料、氧化皮等擠入制件表層中。
防止鍛件表面產生夾渣的對策可以適當提髙模溫,涂料必須噴涂均勻、干固;加壓前停留時間盡量短,保證加壓時已凝固層不太厚和溫度高,不易發生大的皺褶變形。
所以,知道了鍛件表面產生夾渣的原因和防止對策,就可以從剛開始就注意,防止鍛件表面產生夾渣。
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