锻造起重机车轮时可能产生的内部的缺陷有哪些

网上有关“锻造起重机车轮时可能产生的内部的缺陷有哪些”话题很是火热,小编也是针对锻造起重机车轮时可能产生的内部的缺陷有哪些寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

⒈有的表现在锻件外观方面:如外部裂纹、折迭、折皱、未充满或缺肉、压坑、表面粗糙或桔皮等;

⒉有的表现在锻件内部:如各种低倍组织缺陷,如裂纹、发纹、疏松、粗晶、表面脱碳、非金属夹杂和异金属夹杂、白点、偏析、树枝状结晶、缩管残余、流线紊乱、有色金属的穿流、粗晶环、氧化膜等;

⒊有的反映在微观组织方面:如第二相的析出等;

⒋有的起重机车轮锻件质量问题反映在锻件性能方面:如室温强度或塑性、韧性、疲劳性能等不合格,瞬时强度、持久强度和持久塑性、蠕变强度等高温性能或冷热疲劳性能等不符合使用要求;

⒌无论表现在起重机车轮锻件外部的,或是表现在起重机车轮锻件内部和性能方面的质量问题:它们之间的大多数情况下是互为影响的,往往是互相联系、伴随产生和恶性循环的。例如,过热或过烧通常会造成晶粒粗大、锻造裂纹、表面脱碳以及塑性、韧性等机械性能降低等缺陷;材质内部有夹杂则可能引起内部裂纹,内裂纹的进一步扩大与发展就可能暴露为锻件表面裂纹。

技术谈谈锻造与轧制的区别

关于2Cr13锻件锻造裂纹的分析:

(一)质量问题

某厂生产的2Cr13不锈钢锻件质量不稳定,锻造过程中经常出现裂纹,废品率有时高达50%-60%。

(二)缺陷分析

经了解,该厂生产的2Cr13不锈钢锻件的锻造工艺规范如下:

加热(1050-1180℃、保温25-50min)一自由锻制坯一酸洗一吹砂--加热(1050—1180℃)—模锻—酸洗—吹砂—加热(900-1000℃)—矫正—退火(860℃)—酸洗—吹砂--调质。

为了查明原因,解决上述问题,进行了三批试验,山西永鑫生锻造,目的是探讨锻造加热温度和加热时间对裂纹的影响。

第一批试验,选用了两种锻造温度和两种保温时间,于油炉内加热,在400kg空气锤上迸行自由锻造。

由上述试验可知:锻造加热温度越高,保温时间越长,出现裂纹的倾向越大。

从高倍组织可见,1180℃保温1OOmin,裂纹沿晶界延伸,晶粒粗大(为1-3级,个别为0级),晶界加粗,有氧化点,个别晶界已开始熔化,断口粗糙。1120℃保温lOOmin和1180℃保温50min及lOOmin,表面脱碳严重。

为厂使试验更准确,在电炉内加热做了第二批试验,采用四种不同温度和一种保温时间。

根据上述两批试验可知,锻造温度过高、保温时间过长是造成锻件裂纹的主要因素之一。加热温度过高,造成过热,甚至出现铁素体使锻件的塑性下降;加热时间过长,表面氧化脱碳严重,促使高温铁素体过早地在表面形成,因而使锻件表面塑性大大降低。(三)防止对策

经过上述试验分析,将原工艺规范作了如下修改:

1)预热(800-900℃在炉门口,保温10-15min)—加热(10501180℃ 保温25-50min)—自由锻制坯—吹砂—预热(800-900℃在炉门口,保温10-15min)—加热 (1050-1150℃ 保温25-50min)—模锻—退火(740℃±20℃保温3h)—矫正—退火(860℃)—酸洗?吹砂。

2)预热(800-900℃在炉门口,保温10-15min)—加热(1050-1150℃ 保温25-50min)—锻造—吹砂—矫正—退火(860℃)—酸洗—吹砂。

新工艺规范1)适合两次成形锻件,新工艺规范2)适合一次成形锻件。与原工艺规范比较,可知新工艺规范有如下特点:

1)锻造始锻温度降低,即由1180℃下降为1150℃。

2)增加预热(温度为800-900℃,保温10-15min)。

3)自由锻后取消酸洗(在未退火情况下)。

4)模锻后取消酸洗(在未退火情况下)。

5)模锻后增加退火,消除内应力。

根据新工艺规范,结合现场生产,做了第三批试验。试验证明了新规范的合理性。

C54020-01锻件未自由锻,一次模锻成形,共试验128件,两个炉号未退火,全部吹砂,也未发现裂纹。

试验证明,加热温度和加热时间适当是免除锻造裂纹的因素之一。而锻后对零件及时退火是消除裂纹的重要因素。2Cr13锻件锻后如不及时退火、消除组织应力,则经过强酸腐蚀 往往出现腐蚀裂纹。

42CrMo小连杆(锻件)加工后发现裂纹,是什么原因?

1、轧制

轧制:将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管材。

轧制方式按轧件运动分有:纵轧、横轧、斜轧。

纵轧过程就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过,并在其间产生塑性变形的过程。

横轧:轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。

斜轧:轧件作螺旋运动,轧件与轧辊轴线非特角。

优点:

可以破坏钢锭的铸造组织,细化钢材的晶粒,并消除显微组织的缺陷,从而使钢组织密实,力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上,从而使钢在一定程度上不再是各向同性;浇注时形成的气泡、裂纹和疏松,也可在高温和压力作用下被焊合。

缺点:

1、经过轧制之后,钢内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多。

2、不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。

3、热轧的钢产品,对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩,由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标,最后冷却后还是会出现一定的负差,这种负差边宽越宽,厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材,对于钢材的边宽、厚度、长度,角度,以及边线都没法要求太精确。

2、锻造

锻造:是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法,锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。

锻造可分为自由锻、模锻、闭式模锻

1、自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁(砧块)间产生变形以获得所需锻件,主要有手工锻造和机械锻造两种。

2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。

3、 闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边,材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料的体积,控制锻模的相对位置和对锻件进行测量,努力减少锻模的磨损。

特点:

锻造与铸件相比,金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。

铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。

锻件与轧件的比较:

(1)锻件的轴向和径向力学性能差异较轧件差异小,也就是说,锻件的各向同性要远远高于轧件的各向同性,所以说锻件的寿命要远远高于轧件。

(2)从变成程度上说,锻件的变形程度远大于轧件的变形程度,也就是说通过锻造破碎共晶碳化物的效果要优于轧制的破碎效果。

(3)从加工成本上说,锻造的成本要远高于轧制的成本,对于一些关键件、承受较大载荷或冲击的工件、形状复杂或要求非常严格的工件,还是必须要采用锻造的工艺进行加工的。

(4)锻件具有完整的金属流线,通过轧制后再机械工破坏了金属流线的完整性,极大程度上缩短了工件的寿命。

发现裂纹的原因如下:

(1)成分偏析。42CrMo钢属于中碳合金结构钢,其原材料常存在带状偏析。当经过热压力加工(锻、轧)后,仍保留有成分偏析,经860℃淬火后将出现B上+M混合组织,而B上的冲击韧性是很差的,这种偏析可从退火组织中看到。从42CrMo带状成分偏析能谱分析结果中可以看到铁素体带中的Mo含量比珠光体带中Mo含量高5~6倍,偏析条纹内某些元素的富集十分严重。

(2)气体和夹杂物。42CrMo钢尤其是大截面的原材料中不可避免地含有气体和夹杂物,对中碳合金结构钢而言,由于碳和合金元素的偏析,即使残余含氢量在1.5~2.0ppm,也可能导致锻件在偏析处产生开裂。此外,铝元素的存在对钢也有害:在酸性钢中,当铝含量>0.005%时,铝在脱氧时形成了具有锐角的氧化物,会大大降低这种钢的塑性;在碱性钢中,当铝含量>0.1%时,铝在钢中形成了沿晶界分布的氮化铝,使钢的室温塑性降低。

(3)锻造温度。由于42CrMo钢内部有偏析,当42CrMo钢在氧化性气氛中加热接近固相线,如42CrMo钢始锻温度在1200~1220℃,在此高温持续时间过长就容易产生析出物或杂质等,偏析的晶界因熔点低就有可能开始熔化,氧通过熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物,这样会产生局部过烧,形成随后热加工中的重大缺陷之一。

(4)锻造比。当锻造比不足,工件中心变形小,偏析和钢锭原铸态组织仍局部保留,常见的就是钢材的偏析、疏松、微孔等缺陷,粗晶也是最常见的缺陷。锻比过大,机械性能异向性增大,横向机械性能降低较多。

42CrMo钢因锻造工艺、热处理工艺等问题,淬火后获得混合组织和复杂的应力分布,工件常常成批开裂或较多地开裂;42CrMo钢锻件经Ac1~Ac3两相区加热淬火,得到马氏体、铁素体的复合组织,消除了常规淬火断口上出现的二次裂纹,马氏体和铁素体构成的复合组织具有最佳强韧性配合;不论42CrMo钢以何种原始状态进行亚温淬火、高温回火后的冲击韧度均明显优于常规调质;对易开裂锻件采用可控气体多用炉进行等温淬火、高温回火、更为稳妥。

关于“锻造起重机车轮时可能产生的内部的缺陷有哪些”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!

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    2025年10月18日
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  • 博涉小姐姐
    博涉小姐姐 2025年10月12日

    我是亿简号的签约作者“博涉小姐姐”!

  • 博涉小姐姐
    博涉小姐姐 2025年10月12日

    希望本篇文章《锻造起重机车轮时可能产生的内部的缺陷有哪些》能对你有所帮助!

  • 博涉小姐姐
    博涉小姐姐 2025年10月12日

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  • 博涉小姐姐
    博涉小姐姐 2025年10月12日

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