锻件质量控制

锻件质量控制 一原材料的基本知识: 1，磁 (P) 能溶于铁素体中，其固溶强化能力很强，当其融入铁素体后使钢的 强度、硬度显著提高，塑性、杞性显著降低。磷还具有极大的偏析倾向。 硫 〈S) 在铀中的溶解度很小,在钢锭的凝固过程中，硫聚集于最后凝固的地 方，形成硫化物夹杂，严重影响钢的塑性。当硫以 FeS 形式存在时，Fes 与 Fe 形成易熔共晶体，其熔点为 985C，分布于晶界- 当钢在 800-1200C 锻造时，由 于晶界处的硫化铁共晶体塑性低或发生熔化,而导致壬件开裂, 这种现象称为热 脆性。这种钢必须在 1000C以上长时间退火扩散才能锻造。若钢中含有足够数 基的锈，可以消除硫的有害作用。 氨 CN) 在 590C时,溶解于铁素体的量为 0.1%,， 但在室温时，则降至 0001% 以下。当氨含量较高的钢自高温较快冷却时，铁素体中的氨呈过饱和状态，随后 在室温或稍高温度下，氨将逐渐以 Fe4N 形式析出，使钢的强度、硬度增高，闻 性和补性大为下降，这种现象称为时效脆性。 氧(H) 在钢中的洲解度随温度的降低而下降，当氢含量较高的钢锭，经答、 轧后较快冷却时，从固溶体析出的气原子来不及向钢坯表面扩散，而集中在钢内 缺陷处形成 H2，产生相当大的压力，这种压力在组织应力和热应力的共同作用 下，引起氧脆，而出现细微裂纹，即所谓白点- 氧《9) 在铁素体的溶解度很小，以夹杂物形式存于钢中。氧化物熔点高、 硬而脆，通常分布在晶粒边界，会严重影响钢的塑性，降低疲劳强度。氧化铁还 会与其他夹杂物形成易熔共同体，分布于唱界处，造成钢的热脆性。 2.常用金属材料牌号、性能和用途 碳素钢: 按含碳量不同可分为低碳钢: 二0.25%，中碳钢: 0.25铝一0.6吧，高碳 钢: 0.6%一1.3%。碳的含量增加去，强度和硬度会提高，塑性和杞性会下降， 但增加太多时，反而使强度降低。 二.锻件的基本知识 1. 在考虑锻造温度时，要考虑毛坯与工模具接触过程中的温降，要对工模具进 行预热。 2. 对难变形合金程度高的合金，应尽量采用慢速变形，并控制每一锤击或压力 机的每一行程变形量，一般控制在 20%左右，对速度敏感的材料，选择变形速度 要同时考虑温度效应。 3. 闭式模乌的塑性比开式模锻好，而开式模锻又比自由锯好，在自由锻工序中，  型砧拔长和带圈的铀粗要比平砧拔长和不带圈氏粗更能发挥金属的塑性。 4 低塑性拔长时，应注意选择合适的送进比，送进比太小时，变形华中在上下 部，中心都锻不透，并沿办向产生拉应力，导致内部横向裂纹产生。在锁粗时， 常用软衬垫铀粗或登铀〔用于外薄饼形零件)，以改善变形的不均匀性，防止产 生表面裂纹。 5. 在考虑锻造工艺时特别是最后一火的乌造时，应尽量避免在临界变形程度下 进行，以免得到粗大晶粒组织。具体来说，高温下金属塑性好，变形抗力小，应 采用远大于临界变形程度的较大变形量锻造 低温修正时采用低于临界变形程度 的小变形量进行局部修整。 6. 若因温度和变形程度选择不当而得到粗大晶粒时，可利用热处理相变细化晶 粒组织，但对于热处理中不发生相变的钢种，如奥氏体钢，就必须在锻造过程中 获得细小而均匀的晶粒组织，因此对这样的材料在欠造时须加们注意。 7. 由于热变形形成纤维组织，会使金属的力学性能出现异向性，即纵向力学性 能指标中的 上 Z, Ak 比横向相应的指标大得多，两个方向上的强度 Rm。Re 差别不 大。 8. 热变形对力学性能的提高是有限的，研究表明: 当锻比不大于 5 时，金属的 力学性能提高较快，而且金属力学性能的异向性不明显，而当外造比大于5 时， 纤维组织造成的力学性能异向性将随着锻造比的加大越来越明显地表现出来, 纵 向力学性能提高甚微, 横向力学性能则急剧下降。因此采用过大的变形程度对锻 件质量有害无益。 9. 各种合金元素对钢的影响，a. 镍 Ni) 使钢具有很高的强度、塑性和抗蚀性。 b. Cr 能提高钢的强度和硬度，增加耐磨性和耐热性，还能显著提高钢的抗氧 化性和抗蚀性。C. Mo 能提高钢的强度和硬度，并略降低塑性和韧性，它最大的 特点是使钢具有较高的耐热性。d. Si 一般含量超过 2. 5%时锻造就比较困难。 ee各 会提高钢的强度，硬度增强耐磨性和抗磁性而降低初性。 10. 治炼的方式: 碱性平护、酸性平仿和电炉治炼。 碱性平炉:优点是对炉料要求不高，可排除大量的硫、磷夹杂 元素，但氧的含量较高。钢中的非金属夹杂物主要是氧化物和硫化物- 酸性平炉: 不易去除硫、磷，因此对原料要求较高，应预先进 行精选。含氢虽较低。钢中的非金属夹杂物主要是硅酸盐，且呈球状分布。 碱性电炉治炼: 与碱性平炉治炼相似，但周期短，不受炉气污 染的影响。 车以上的方法无法满足使用要求，可采用真空精炼法和电渣重溶法-  11. 我国锻造用大型钢锭有两种规格，一种是普通锻件用的 全锥度、高径比 为1.8-2. 3、冒口比例为 17%的钢锭，另一种是优质锻件用的 11-12%锥度、高径 比为1.5左右、冒口比例为 20%-24%的钢锭。 12. 锭身呈多角形的钢锭，凝固均匀，有效防止角偏析。钢锭愈大，锭身角 数禽多，有八角形、十二角形和十四角形。锭身锥度的增加有利于钢液中的尖杂， 物和气体上浮，有利于凝固补缩和减少偏析程度- 13. 铸锭的过程对钢锭质量有很大的影响，钢液流入盛钢桶后，为了使夹杂 上浮和排除气体，必须静置一段时间。涪注分为上涪注和下浇注，下注法容易混 进夹杂，因此大型钢锭普遍采用上注法。 14. 钢锭底部和冒口占钢锭重量的 5%-7%和 18%-25%，对于合金钢，切除的 冒口应占钢锭的 25%-30%，底部占 7%r-10%- 15. 台阶的参考钼出条件: L> 173D 16. 锻件的冷却: 钢