锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:裴一飞
[导读] 摘要:裂缝很常见,生产过程往往是锻造和热处理过程。
        航空工业哈尔滨飞机工业集团有限公司  黑龙江哈尔滨  150000
        摘要:裂缝很常见,生产过程往往是锻造和热处理过程。锻造裂纹通常在高温下发生,在锻造过程中会延伸并接触空气,形成裂纹中氧化的皮肤。此框形成的裂纹不仅厚而且多,裂纹的两端不相连,尖端相对圆。所处理的裂纹的形状和性能与锻造裂纹不同。出现热处理后的裂纹是因为加热时该元素出现裂纹,导致在裂纹的咸晶方向上脱碳,最终结构比锻造裂纹厚。对于和零件尤其如此本文收集了大量裂缝方式,分析总结了裂缝的原因。最后,裂缝分为三类。
        关键词:锻造、热处理;裂纹形成原因;过程;存在缺陷;
        前言
        裂纹是锻造和热处理中常见的缺陷之一,也是锻造行业中的热点和难点。但是,锻造零件产生裂纹的可能性很大,因此必须研究锻造和热处理过程中的裂纹,并分析裂纹的原因。
        一、锻造缺陷与热处理缺陷
        过热燃烧。过度燃烧意味着加热温度高,切割机又大又不均匀,没有金属光泽,玻璃周围有氧化和渗碳。造成裂缝。当锻造温度较高或最终温度较低时,容易产生裂纹。另一个裂缝是在水的钻井和冷却后形成的。缩小范围。表面缺陷是冲压、切割、板材磨损、穿孔等造成的。在随后的钻孔中,观察到锻造体中存在表面氧化等缺陷以形成折弯。通过显微镜观察,你可以看到弯曲周围明显的碳流失。过火裂缝。这些裂缝大多发生在MCU改造后,因此裂缝周围的微观结构与其他区域没有显着差异,也没有渗碳。
        二、实验方法
        1.试样制备和宏观观察
        在试验前的第一阶段,只需对所选杆的工件裂纹进行宏观观察,在观察过程中,选择要测量的区域。下一步是手动剪切选定区域,使其垂直于镜像且长度小于10 mm。采样方法可能会有所不同,但在采样时必须选择温度和环境。如果样品温度过高,可以使用冷水冷却样品,以免由于样品在回收过程中过热而改变事件的内部组织。
        2.试件研磨抛光后晶相分析
        首先将试验放在粗磨轮上进行平整,最后达到磨痕均匀的地步。接下来,将样品放在沙盘上,继续在沙盘上研磨。在细砂轮上磨时,样品应连续冷却至冷水。在这种情况下,样例不会因摩擦产生的热而改变其结构。用过研磨机两次后,清洗干燥样品。然后比较裂纹的大小以组织试验,然后在玻璃纸上摩擦-从厚度到细。玻璃纸的选择还必须从厚玻璃纸到薄玻璃纸进行。最后,第二个研磨角度必须垂直于两个玻璃纸研磨后的第一个研磨角度。当试验两次磨蚀时,必须放在打磨机上进行第一次粗抛。粗糙材料可以是薄法兰。然后进行第二次精加工。抛光停止时,请确保已清除样品中的所有磨损痕迹,并且抛光位置已指定为镜面。
        3.硝酸酒精分析后晶象分析
        经研磨抛光后,试样置于浓度为5%的硝酸酒精溶液中。将样品放入硝酸溶液后,移动-在硝酸溶液中轻轻移动,并确保反射镜在移动过程中不会碰到容器底部。样品在硝酸-酒精溶液中的放置时间应根据样品金属性能测试的目标确定。最后,从硝酸酒精溶液中提取了样品,这将在显微镜下显示出清晰的金属结构。抽取样品时,迅速用水冲洗,然后涂酒精,最后用吹风机吹干头发。
        三、试验数据与分析
        1.锻造裂纹形成原因分析
        在生产过程中,在加工过程中发现了编号为D1998(材料45)的杆表面纵向裂纹。样品表面裂纹宽度约3毫米,表面裂纹深度约11毫米。裂纹充满黑色氧化物。抛光后在裂纹腔内观察到大量的灰黑色氧化物,裂纹两侧均有颗粒状氧化物、大体积灰黑色氧化物和孔。侵蚀后,主要裂纹两侧有大量脱碳。

两端细裂纹均无渗碳现象,与基底组织无差异。根据上述分析,热处理前就存在裂纹,裂纹的原因与原材料中存在大量非金属渣有关。非金属渣在热处理过程中可能产生微小的裂纹。钻孔裂纹分析ii(烧伤)。在生产过程中发现D5228号树有裂缝。试样的制备垂直于裂纹,其深度约为1.20毫米。裂缝充满了灰色的黑色氧化物,两侧有雾化的氧化物和晶体氧化物。5%硝酸溶液酒精腐蚀样品后,裂纹两侧均有脱碳。根据上述分析,裂纹的形成必须是热处理前通过燃烧形成的裂纹。
        2.折叠形成原因分析
        原材料造成的折弯:一种是由于原材料表面不规则,或者是由于钻孔时与金属流动相交形成折弯;另一个是方坯边缘被展平形成折痕。锤子的原因:锤子的边缘太小,不易弯曲。典型的弯曲分析表明,方形毛坯棱镜缩小形成折弯:在生产过程中,在编号为D4337的杆体上发现了大约400毫米长的纵向裂纹,该裂纹向内延伸65度,表面深度约为3.2毫米。研磨抛光后,样品在显微镜下观察。黑色粒状氧化物分散在裂纹的两侧,裂纹末端呈光头状,存在少量灰色黑色氧化物。样品经5%硝酸酒精溶液腐蚀后,裂纹两侧均已完全脱碳。根据上述分析,样品的裂纹是弯曲的裂纹。
        3.热处理过程中的淬火裂纹分析
        (1)典型的裂缝分析一:表面在火灾中破裂。在生产过程中,在包装所处理的连杆表面发现了大约60毫米深的纵向裂纹。裂纹是楔状的,外宽内尖从外延伸到试样中心附近。一层灰色氧化剂附着在破裂头的内腔上,附近没有发现严重的非金属混合物。硝酸醇溶液腐蚀5%后,裂纹头不脱碳。根据上述分析,样品中没有发现严重的金属缺陷,纵向裂纹是热处理浆裂纹,由于该品牌材料的渗透性高,中间部分容易得到马家织物。硬化后,工件的应力状态为结构破坏应力,从而在工件曲面上创建最大拉伸应力。当最大切向拉伸应力超过材料的断裂强度时,工件会垂直断裂。
        (2)典型的裂缝分析二:应力集中在工件表面引起的裂缝。经热处理后,在40Cr压力环中发现了材料的裂纹,并将样品切割成裂纹,以供金相检验。宏-验证。裂缝从压力环变截面台阶的直角处开始,并从曲面向内延伸。裂缝在线,深度约33mm,厚度方向贯穿整个样品。显微镜检查。在显微镜下观察抛光后的试验,裂纹头呈粗纱状,扭转力强,两侧有小的分支裂纹,尾部较薄,存在断续显微镜。裂纹腔是干净的,但两侧和裂纹分支都能看到灰色的黑色氧化物。5%硝酸-醇溶液腐蚀后,样品表面出现碳损耗,但裂纹两侧均无碳损耗。分析结果。裂纹附近无超标准非金属混合物,这意味着材料的金属质量合格;裂纹两侧均无脱碳,裂纹处有灰黑色氧化物,即震后高温恢复前形成裂纹;裂纹产生于颈部、尖点和非圆顺序的直角,在这种情况下很容易引起应力集中。根据上述分析,裂纹是热处理过程中应力集中引起的颤振裂纹。
        四、减少裂纹产生的建议性措施
        减少锻造过程中裂纹的措施。控制原料质量,包括表面质量、化学成分含量、内含物、极化、孔隙等。;方坯的四角变圆;严格控制锻件加热温度和绝缘时间,防止过热;锤子太小会延长假期。减少热处理裂纹的措施。合理的零件结构,减少锐角,防止应力集中;通过协调冷热处理工艺和正确应用预热处理,可以减少抖动的出现;合理选择颤振介质,为高渗透性零件选择慢速冷却介质。
        结束语
        简而言之,裂纹在锻造和热处理过程中很常见,不能在所有锻造和热处理过程中避免。因此本文主要研究了锻造和热处理过程中裂纹的原因。本文通过收集大量数据,解释了裂纹的原因,并提出了防止裂纹的措施,这对减少零件锻造和热处理过程中的裂纹非常有用。
        参考文献:
        [1]中国机械工程学会塑性工程学会.锻压手册第一卷[M].北京:机械工业出版社,2008.
        [2]中国机械工程学会塑性工程学会.热处理手册第一卷[M].北京:机械工业出版社,2008.
        [3]上海市机械制造工艺研究所.金相分析技术[M].上海:上海科学技术文献出版社,1987.
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