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锻件在锻造时容易出现什么问题?
均温时间是指仪表到达回火温度开始到锻件表面的火色与炉膛一致,即锻件表面温度与炉温一致所需的时间。一般锻件表面火色只能凭经验确定,但在低温回火时,往往看不出锻件的火色,因此回火工艺规范中并不给出均温时间,而是将保温时间延长一半来保证达到均温的要求。
均温结束后,开始保温。在保温过程中,淬火组织完成回火转变。回火保温开始后锻件的机械性能急剧变化(强度和硬度下降,塑性和韧性提高),淬火残余内应力迅速降低。随着保温时间的延长,性能变化和内应力消除逐步减慢,当达到一定时间后,性能和应力变化就趋向稳定。锻件的性能和应力变化达到稳定值所需的时间就是回火的保温时间。回火过程主要是消除淬火冷却过程中工件内部的残余应力,得到一定分散度的回火组织,以满足规定的机械性能要求。
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锻造工艺不当对锻件有何影响?
变形时由于温度偏低或变形速度太快,以及锻后冷却过快,均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化(硬化),从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度,但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。
裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力大、厚度薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷,或热加工温度不当使材料塑性降低,或变形速度过快、变形程度过大,超过材料允许的塑性指针等,则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面(例如,未充满的凸出部分或受弯曲的部分)容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的:原材料合Cu、Sn等易熔元素过多;高温长时间加热时,钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面;燃料含硫量过高,有硫渗人钢料表面。
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锻件的冷却方式如何选择?
应根据锻件材料、锻件形状和大小以及采用的加热方式和淬硬深度等因素综合考虑确定。喷射冷却和流水式冷却等快速冷却方法,具有方便和经济效果好等优点,被广泛采用。常用的冷却方法,形状简单的低合金钢、碳钢锻件,通常采用喷水冷却;一些高合金冷轧辊等,虽然是采用9Cr2Mo等高合金钢,但为了得到高硬度深层硬化层,也常采用喷水或流水冷却。合金钢锻件,或形状复杂的碳钢锻件,可采用乳化液淬火介质,也可采用聚乙烯醇水溶液等进行喷射冷却。形状复杂的高合金钢锻件采有浸油冷却或喷射压缩空气。
喷射聚乙烯醇水溶液在大型锻件感应淬火应用很广泛。在淬火机床旁设一水液池,将百分比混合好的聚乙烯醇水溶液存放在池内,用一水泵打出来作喷射淬火用,淬火流下来的溶液回流到池内,但必须要经过滤后入池,在冬天,溶液池内可插入加热器控制溶液温度在15-25℃之间。
为了减少变形,对于大型锻件可进行埋油感应加热淬火,目前已成功地在大型齿轮和大型齿轮轴上采用埋油中频淬火,即将锻件和感应器一起置于油中进行感应加热,待加热到温度后关闭电源周围的油就埋住锻件很快冷却。
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不锈钢锻件出现裂纹缺陷的原因?
表面裂纹是因锻造温度过高或锤击速度过快,使坯料发生过烧或过热而引起的,裂口较宽,断口凹凸不平,组织粗大呈暗灰色。低倍组织中裂纹端为锯齿形,与流线无关。高倍观察裂纹沿晶界伸展,再结晶完全,无夹杂及其他冶金缺陷。锻造温度过低,锤击过重时,在坯料侧表面与锤击方向呈三角形裂纹,断口平齐有金属光泽。高倍观察,裂纹穿晶并有加工硬化现象。
内部裂纹一种是在自由锻时发生的。在圆截面坯料拔长、滚圆时,由于送进量太大,压下量太小,金属横向流动激烈而产生横向拉应力,愈接近心部拉应力愈大,引起内部纵向裂纹。另一种内部裂纹则是由合金内部过分粗大的金属间化合物或夹杂物在锻造时阻碍着金属的规则流动,在其周围引起的微裂纹。通常此种裂纹都要在不锈钢锻件加工后才能表露出来。前一种纵向裂纹的防止方法是在圆坯料拔长时,先打四方后打八方后滚圆,每次压下量要大于20%。后一种裂纹的防止方法是要对锻造毛坯严格检查,控制组织不合格的坯料进入车问。
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