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      鍛件常見缺陷有哪些?

      發布時間:2020-04-23 點擊數:232

      鍛件常見缺陷

      1、殘留鑄造組織:

      鍛件中,鋼鍛件有殘留鑄造組織時,橫向低倍組織的心部呈暗灰色,無金屬光澤,有網狀結構,縱向無明顯流線;高倍組織中的樹枝晶完整,主干支干互成90°。高溫合金的殘留鑄造組織,在低倍組織中為柱狀晶,枝干未破碎;高倍組織中的晶粒極為粗大,局部有破碎的細小品粒。鈦合金低倍組織為粗大晶粒塊狀分布;高倍組織為粗大的魏氏組織。鋁合金橫向低倍組織中的殘留鑄造組織為粗大的等軸晶,流線不明顯,有時伴有疏松針孔;高倍組織中有網狀組織、骨骼狀組織和顯微疏松。殘留鑄造組織產生的原因是,鑄錠加工成棒材或鍛件的變形量小。高溫合金、鋁合金及鈦合金因反復鍛造變形量不足或未采用多向鍛造、兩端面附近死區內的變形量小而引起的。防止殘留鑄造組織要增大鍛造比和反復鐓拔,加強對原材料的檢驗,發現有鑄造組織就要在成形工藝中增加補充變形量。

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      2、折疊:

      表面形狀和裂紋相似,多發生在鍛件的內圓角和尖角處。在橫截面上高倍觀察,折疊處兩面有氧化、脫碳等特征;低倍組織上看出圍繞折疊處纖維有一定的歪扭。鍛件上折疊的出現是由于自由鍛拔長時,送進量過小和壓下量過大,或砧塊圓角半徑太小;模鍛時模槽凸圓角半徑過小,制坯模槽、預鍛模槽和終鍛模槽配合不當,金屬分配不合適,終鍛時變形不均勻等原因造成金屬回流而產生的。根據上述產生的原因而采取相應的措施可以防止產生折疊。

      3、流線不順、渦流、穿流和穿肋:

      這類缺陷多在鍛件的H形、U形和L形部位的組織上出現。坯料尺寸、形狀不合適,鍛造操作不當,模具設計時圓角半徑選擇不合理都會出現上述缺陷。鍛造變形時金屬回流,工字形截面鍛件,凸模圓角半徑小金屬不能沿肋壁連續填充模槽時都會產生渦流。當肋已充滿還有多余金屬由圓角處直接流向毛邊槽時,即形成穿流。若鍛造過程中打擊過重、金屬流動激烈、穿流處金屬的變形程度和應力超過材料的許可強度時,便會產生穿流裂紋。鍛件腹板寬厚比大、肋底部的內圓角半徑小、坯料余量過大、操作時潤滑劑涂得過多和加壓太快,都易造成上述缺陷。對于此類模鍛件,采用預成形或頂鍛,加大頂部、根部及毛邊槽橋部與模槽連接處的圓角半徑,加大內外模鍛斜度等措施,能有利于避免金屬流動過程中急劇轉彎而造成上述缺陷。

      4、裂紋:

      (1)因鍛造變形溫度不當而引起的高溫鍛裂和低溫鍛裂,在鍛件上表現為表面裂紋、內部裂紋和毛邊裂紋等。

      (2)表面裂紋是因鍛造溫度過高或錘擊速度過快,使坯料發生過燒或過熱而引起的,裂口較寬,斷口凹凸不平,組織粗大呈暗灰色。低倍組織中裂紋端為鋸齒形,與流線無關。高倍觀察裂紋沿晶界伸展,再結晶完全,無夾雜及其他冶金缺陷。鍛造溫度過低,錘擊過重時,在坯料側表面與錘擊方向呈45。、90~或三角形裂紋,斷口平齊有金屬光澤。高倍觀察,裂紋穿晶并有加工硬化現象。

      (3)內部裂紋一種是在自由鍛時發生的。在圓截面坯料拔長、滾圓時,由于送進量太大,壓下量太小,金屬橫向流動激烈而產生橫向拉應力,愈接近心部拉應力愈大,引起內部縱向裂紋。另一種內部裂紋則是由合金內部過分粗大的金屬間化合物或夾雜物在鍛造時阻礙著金屬的規則流動,在其周圍引起的微裂紋。通常此種裂紋都要在鍛件加工后才能表露出來。前一種縱向裂紋的防止方法是在圓坯料拔長時,先打四方后打八方最后滾圓,每次壓下量要大于20%。后一種裂紋的防止方法是要對鍛造毛坯嚴格檢查,控制組織不合格的坯料進入車問。

      (4)毛邊裂紋在錘上模鍛鋁合金時經常出現,通常在毛邊切除時沿分模線(見分模面)裂開。這是由于鍛造溫度過高或者鍛造過程中快速連續打擊時,已充滿模槽的多余金屬在毛邊處被迫擠出來,模具表面與鍛件表面金屬之間存在摩擦,與模具表面緊挨著的金屬流動困難處于靜止狀態。真正發生流動的金屬距模具表面有一定的深度。因此,在流動與靜止的金屬之間,由于激烈的相對運動而產生大量的熱,使這個范圍內的金屬過熱,再加上多余的金屬擠壓毛邊槽時,在這個部位出現很大的剪應力的作用下,毛邊處過熱部位產生裂紋。此外,還有模具設計不當、肋的根部圓角半徑過小、淬火加熱時過燒等原因也能造成毛邊裂紋。為防止這類裂紋的出現要適當降低鍛造溫度和錘擊速度,增大圓角半徑,減小剪切應力等。

      (5)鈦合金α脆化層鈦合金鍛件表面去掉氧化皮后還存有0.3mm以下的污染層,其硬度約為基體的兩倍。高倍組織中的α相較明顯增多,甚至全為α相。鈦合金在加熱時吸收爐氣中α相的形成元素氧和氮,形成鈦與氧、氮的間隙固溶體,表現為脆化層,其深度與鍛造或熱處理時加熱所用爐子類型、爐氣性質、加熱溫度及保溫時間有關。控制加熱時爐氣性質、加熱溫度及保溫時間,可減小α脆化層的厚度。可用酸洗、噴砂或切削加工等方法去掉α脆化層。

      5、鍛件的過燒:

      坯料在鍛造或熱處理加熱時因爐溫控制失靈、爐內溫度分布不均、局部爐溫過高而引起的。過燒鍛件對靜拉伸性能的影響不大明顯,對疲勞性能則影響明顯。鋁合金過燒后,表面呈暗黑色,有時表面起泡,高倍觀察晶粒粗大,出現復熔球,晶界變直發毛,嚴重時產生三角晶界,沿晶界出現共晶體。這些現象不一定同時出現,只要出現一個現象就說明材料已經過燒。

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