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锻件缺陷的主要特征及其产生原因(锻造)

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发表于 2023-10-18 12:18:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

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由锻造产生的缺陷
  
缺陷名称
  
主要特征
产生原因及后果
鼓肚表面纵裂
  
  
自由镦粗时,在毛坯的鼓肚表面上由于拉应力作用,产生不规则的纵向裂纹
由于毛坯与砧块接触面间存在摩擦力,引起不均匀变形而出现鼓肚,若一次镦粗量过大,就会产生纵裂
十字裂纹(纵向内裂)
这种裂纹常在低塑性的高速钢、高铬钢的拔长工序中产生。十字裂纹沿锻件横断面对角线分布,其纵向扩展深度不一,严重的可以贯穿整个毛坯长度
在反复翻转90°的拔长过程中。若送进量过大,则在毛坯横截面的对角线上将产生最大的交变剪切,当切应力超过材料许可值时,便沿对角线方向产生裂纹
纵向条状裂纹
主要出现在对圆棒料进行拔长由圆形压成方形时,或在拔长后将坯料倒棱、滚圆时。在横截面上,裂纹出现在中间部分呈条状,裂纹沿纵向的扩展深度不一,与锻造操作有关
在用平砧对毛坯进行倒棱或滚圆时,毛坯的水平方向有拉应力出现,此拉应力沿毛坯表面向中心增大在中心处达最大值,当其超过材料强度后便形成纵向内裂
角裂
在拔长后坯料的四根棱上零散出现的拉裂裂口。角裂多出现在高速钢、高铬钢坯料的拔长工序中
坯料拔长成方后,棱角部分温度下降,棱角与本体部分的力学性能差异增大。棱角部分因金属流动困难产生拉应力而开裂
内部横向裂纹
在坯料纵向断面上沿高度方向出现的条状裂纹。高速钢、高铬钢坯料拔长时,若送进比小于0.5,则易产生这种裂纹
当拔长时的送料比小于0.5时,在坯料轴向将产生拉应力。当其超过坯料中某薄弱处的材料抗拉强度时,便要在该处引起横向裂纹
冲孔裂纹
  
在冲孔边缘沿径向出现的裂纹。在铬钢冲孔时出现较多
由于冲孔芯子没有预热、预热不足或一次冲孔变形量太大而引起
双相锻造裂纹
模锻奥氏体—铁素体或半马氏体不锈钢坯料时,沿α相和γ相的界面或强度较低的α相出现的开裂
由于过剩α相太多(在奥氏体—铁素体不锈钢中α相超过12%、在半马氏体钢中α相超过10%)和加热温度偏高所引起
分模面裂纹
  
模锻件沿分模面出现开裂,常常要切边后才显露出来
原材料非金属夹杂物多,有缩孔残余或疏松,模锻时挤入分模面所致
穿筋
在具有L 形、U 形和H 形截面的模锻件肋条或凸台的根部,出现的与分模面平行的裂缝
  
 
  
由于坯料过多,筋条充满后,腹板上多余金属较多,在继续模锻时,腹板上多余金属向飞边槽剧烈流动,在筋条根部产生较大切应力。当其超过金属抗剪强度后,便形成穿筋
剪切带
锻件横向低倍上出现波浪状的细晶区。多出现在钛合金和低温锻造的高温合金锻件中
由于钛合金和高温合金对激冷敏感性大,模锻过程中,接触面附近难变形区逐步扩大,在难变形区边界发生强烈剪切变形所致。结果形成了强烈方向性,使锻件性能下降
带状组织
铁素体或其他基体相在锻件中呈带状分布的一种组织。多出现在亚共析钢、奥氏体—铁素体不锈钢和半马氏体钢中
由于在两相共存情况下锻造变形产生的
  
 它降低材料的横向塑性指标,容易沿铁素体带或两相的边界处开裂
锻件流线分布不当
在锻件低倍上出现流线断开、回流、涡流对流等流线紊乱现象
由于模具设计不当,坯料尺寸、形状不合理以及锻造方法选择得不好所引起
折叠
在外观上折叠与裂纹相似,在低倍试片上折叠外流线发生弯曲。如果是裂纹,则流线被切断。在高倍试片上,与裂纹底部尖细不同,折叠底端圆钝,两侧氧化较严重
折叠是锻造过程中已氧化过的表层金属汇合在一起而形成的。自由锻件上的折叠,主要是由于拔长时送进量太小,压下量太大或砧块圆角半径太小而引起;模锻件上的折叠,则主要是模锻时金属发生对流或回流造成的
晶粒不均匀
锻件中某些部位的晶粒特别粗大,另外一些部位却较小,形成晶粒不均匀
  
 耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感
始锻温度过高,变形量不足,使局部区域的变形程度落入临界变形;或者终锻温度偏低,使高温合金坯料局部有加工硬化,淬火加热时该部分晶粒严重长大
  
 晶粒不均匀会引起持久性能、疲劳性能下降
铸造组织残留
如果残留有铸造组织,锻件的伸长率和疲劳强度往往不合格。在低倍试件上,残留铸造组织部分的流线不明显,甚至可以见到树枝状晶。主要出现在用铸锭做坯料的锻件中
由于锻比不够大或锻造方法不当引起,这种缺陷使锻件的性能下降,尤其是冲击韧度和疲劳性能下降更多
局部充填不足
锻件凸起部分的顶端或棱角充填不足的现象,主要发生在模锻件的筋条、凸肩转角等处,使锻件轮廓不清晰
毛坯加热不足、金属流动性不好、预锻模膛和制坯模膛设计不合理、设备吨位偏小等都可能引起这种缺陷
模锻不足
锻件在与分模面垂直方向上的所有尺寸都增大,即超过了图样上规定的尺寸。这种缺陷最容易出现在锤上模锻件上
飞边桥部阻力过大,设备吨位不足,毛坯体积或尺寸偏大,锻造温度偏低,均可引起欠压
错差
模锻件上半部相对下半部沿分模面产生了错位
锻模安装不正或锤头与导轨之间间隙过大;或者锻模上没有平衡错位的锁口或导柱
表面鱼鳞状伤痕
模锻件局部表面很粗糙,出现鱼鳞状伤痕。在模锻奥氏体和马氏体不锈钢时,最容易产生这种表面缺陷
由于润滑剂选择不当,润滑剂质量欠佳,或者由于润滑剂涂抹不均匀,造成了局部粘模所致

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 楼主| 发表于 2023-10-18 12:18:43 | 显示全部楼层
由于切边产生的缺陷
  
缺陷名称
  
主要特征
产生原因及后果
切边裂纹
  
切边时,在分模面处产生的裂纹 
  
由于材料塑性低,在切边时引起开裂。镁合金模锻件切边温度过低,铜合金模锻件切边温度过高都会产生这种裂纹
残留毛刺
切边后沿模锻件分模面四周留下大于
  
0.5mm的毛刺,如果切边后尚需校正,则残留毛刺将被压入锻件体内而形成折叠
切边模间隙过大,刃口磨损过度,或者切边模的安装与调整不精确,均可以引起残留毛刺
表面压伤
 模锻件与凸模的局部接触面上,出现压痕或压伤
由于凸模与模锻件接触面部分的形状不吻合,或推压面太小
弯曲或扭曲变形
 模锻件在切边时出现的弯曲或扭曲变形。在细长、扁薄、形状复杂的模锻件上容易发生
由于切边凸模锻件的接触面太小,或出现了不均匀接触而引起

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 楼主| 发表于 2023-10-18 12:19:08 | 显示全部楼层
锻后冷却不当产生的缺陷
  
缺陷名称
  
主要特征
产生原因及后果
冷却裂纹
  
裂纹光滑细长,有时呈网状龟裂。高倍观察:裂纹附近出现马氏体组织,无塑性变形痕迹。多在马氏体钢锻件上发生 
  
由于锻后冷却过快,产生了较大的热应力和组织应力所致
  
 在200℃左右砂坑或炉渣中缓冷可以防止此种裂纹
冷却变形
大型、薄壁、细筋框架式构件,在锻后冷却过程中发生的翘曲变形
由于锻造中产生的残余应力和冷却不均匀引起的应力相互作用而引起
  
 锻后立即退火可以防止此种缺陷
475℃脆性裂纹
 铁素体不锈钢锻后冷却过慢, 在通过400520℃温度区间的停留时间过长而出现的表面裂纹
由于在400 520℃停留时间过长,促使某种特殊物质析出而导致脆性
  
 在400520℃快冷可以防止裂纹
网状碳化物
 碳化物沿晶界呈网状析出,使锻件塑性和韧性下降。这种缺陷在碳含量高的钢锻件中经常可以见到
由于锻后冷却缓慢,使碳化物得以沿晶界析出,造成锻件在淬火时容易产生裂纹,恶化零件的使用性能

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