萊氏體高合金工具鋼、高溫合金、耐熱不銹鋼、鋁合金、鎂合金、銅合金和鈦合金等七類金屬材料鍛件質(zhì)量的一些共性問題。對每一類金屬材料,在概要介紹其鍛造工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,著重分析了鍛造過程中的主要缺陷、缺陷產(chǎn)生的原因和防止的對策。
結(jié)構(gòu)鋼(包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼)在生產(chǎn)中應(yīng)用***廣泛。與高合金工具鋼、耐熱不銹鋼和高溫合金相比,結(jié)構(gòu)鋼的工藝塑性好,變形抗力小,導(dǎo)熱性好,鍛造溫度范圍寬。 但是,由于結(jié)構(gòu)鋼的冶煉方法較多、鋼錠的尺寸較大,澆鑄后冷卻速度慢、偏析嚴(yán)重。因此,該類鋼的鋼錠和鋼材中存在有較多的冶金缺陷,如殘余縮孔、枝晶偏析、氣泡、疏松、夾雜等。這些缺陷可能在鍛件內(nèi)產(chǎn)生遺傳性的影響。
結(jié)構(gòu)鋼在加熱和冷卻過程中有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,鍛件的使用性能主要靠***終熱處理工藝來保證。另外,鍛造過程中的某些缺陷也可以用鍛后熱處理(如正火、退火等)予以消除或改善。
結(jié)構(gòu)鋼鍛件鍛造過程中的質(zhì)量問題大致如下:
加熱過程中的主要缺陷是氧化、脫碳、過熱、過燒。鍛件過熱后在低倍上表現(xiàn)為粗晶。多數(shù)合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件過熱后沿原高溫奧氏體晶界有析出相,并常常呈現(xiàn)穩(wěn)定過熱。馬氏體鋼和貝氏體鋼鍛件過熱后,由于組織遺傳的原因,常產(chǎn)生低倍粗晶。結(jié)構(gòu)鋼過熱后的斷口,按過熱的程度和檢驗(yàn)狀態(tài)不同有粗晶斷口、萘狀斷口和石狀斷口等。
結(jié)構(gòu)鋼一般都具有較好的塑性,鍛造過程中的開裂主要是下列因素引起的:①鋼錠和鋼材中的冶金缺陷;②加熱過程中由于滲硫、滲銅、滲錫等原因,在晶界上存在有低熔點(diǎn)相;③鍛造操作不當(dāng)。
鍛造變形工藝不當(dāng)時(shí),可能引起折疊、流線分布不符合要求等缺陷。終鍛溫度偏低時(shí), 可能在鍛件內(nèi)引起帶狀組織。
結(jié)構(gòu)鋼在冷卻過程中由于有相變,能引起組織應(yīng)力。結(jié)構(gòu)鋼大鍛件,當(dāng)含氫量較高,且鍛后冷卻工藝不當(dāng)時(shí),常易產(chǎn)生白點(diǎn)。