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鍛件鍛后冷卻不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷通常有以下兩種。
冷卻裂紋:鍛后冷卻過程中,鍛件內(nèi)部會由于冷卻速度過快而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,也可能由于組織轉(zhuǎn)變引起較大的組織應(yīng)力。如果這些應(yīng)力超過鍛件的強(qiáng)度極限,則使鍛件產(chǎn)生光滑細(xì)長的冷卻裂紋。
網(wǎng)狀碳化物:在鍛造合碳量高的鋼時,如果停鍛溫度高,冷卻速度過慢,則會造成碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀析出。例如,軸承鋼在870~770℃緩冷,則碳化物沿晶界析出。網(wǎng)狀碳化物在熱處理時易引起淬火裂紋。另外,它還使零件的使用性能變壞。
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鍛造鍛件時加熱不當(dāng)會產(chǎn)生什么缺陷呢?
脫碳:脫碳是指金屬在高溫下表層的碳被氧化,使得表層的含碳量較內(nèi)部有明顯降低的現(xiàn)象。脫碳層的深度與鋼的成分、爐氣的成分、溫度和在此溫度下的保溫時間有關(guān)。采用氧化性氣氛加熱易發(fā)生脫碳,高碳鋼易脫碳,含硅量多的鋼也易脫碳。脫碳使零件的強(qiáng)度和疲勞性能下降,磨損抗力減弱。
增碳:經(jīng)油爐加熱的鍛件,常常在表面或部分表面發(fā)生增碳現(xiàn)象。有時增碳層厚度達(dá)1.5~1.6mm,增碳層的含碳量達(dá)1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右,局部點含碳量甚至超過2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),出現(xiàn)萊氏體組織。這主要是在油爐加熱的情況下,當(dāng)坯料的位置靠近油爐噴嘴或 者就在兩個噴嘴交叉噴射燃油的區(qū)域內(nèi)時,重慶異型鍛件加工,由于油和空氣混合得不太好,因而燃燒不完全,結(jié)果在坯料的表面形成還原性的滲碳?xì)夥?,從而產(chǎn)生表面增碳的效果。增碳使鍛件的機(jī)械加工性能變壞。
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在軸類鍛件的整個成形過程中,只有應(yīng)用新的鍛造工藝?yán)碚撆c技術(shù)優(yōu)化與組合,才能使各階段的變形機(jī)制得到佳配合。其要點是:
1)鍛造變形的每一瞬時,應(yīng)避免或降低內(nèi)部拉應(yīng)力,要兩向拉應(yīng)力的出現(xiàn)。
2)在以打碎鑄造組織為主的形變階段,可采用錐形板鍛粗加新FM鍛造法(既用砧寬比W/H控制毛坯變形區(qū)中心不出現(xiàn)軸向拉應(yīng)力,又用料寬比B/H控制毛坯變形區(qū)中心不出現(xiàn)橫向拉應(yīng)力、上用普通平砧的同時下用大平臺的鍛造方法)或LZ鍛造法(同時用料寬比B/H和砧寬比 W/H控制鍛件內(nèi)部質(zhì)量的平砧拔長工藝)拔長。
3)在焊合內(nèi)部孔隙為主的形變階段,應(yīng)在一次拔長中完成,拔長可采用新FM鍛造法或LZ鍛造法,中間可加JTS法,不允許JTS壓實后再有平板粗變形。
4)拔長方法應(yīng)先選LZ鍛造法驗算,如砧寬比W/H小不能滿足要求,則改選新FM鍛造法。不論是選用LZ鍛造法,還是應(yīng)用新FM鍛造法,都應(yīng)嚴(yán)格控制砧寬比W/H、料寬比B/H和壓下率△H/H的合理匹配。在300 MW及以上的鍛件鍛造工藝中可選用JTS鍛造工藝。
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