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大型鍛件如何進行熱處理?

作者:山西中重重工集團2022-07-20 09:02:33

       通常大型鍛件的鍛件熱處理是和鍛件的冷卻結合在一起進行的。

       由于大型鍛件的斷面尺寸大和生產過程復雜,大型鍛件熱處理應考慮到以下特點:1)鍛件的組織與性能很不均勻,2)鍛件晶粒度粗大不均。3)鍛件內部存在較大殘余應力,4) 一些鍛件容易產生白點缺陷。

       因此,大型鍛件熱處理除了消除應力,降低硬度之外,主要目的首先是預防鍛件出現白點,其次是提高鍛件的化學成分均勻性,調整與細化鍛件的組織。

       大型鍛件中的白點白點是鍛件內部的一種極細脆性裂紋,圓形或橢圓形的銀白色斑點,直徑大小由幾毫米到幾十毫米。根據顯微組織觀察,在白點的鄰近區域沒有發現塑性變形痕跡,因此白點是屬于脆性破裂。

       鍛件存在白點不僅導致機械性能急劇下降,由于白點帶來高度應力集中,熱處理淬火時會使零件開裂,或零件使用中突然發生斷裂,以致造成機毀事故。因此,白點是鍛件的一種致命缺陷。大型鍛件技術條件明確規定,一旦發現白點必須報廢。

       關于形成白點的理論很多,目前比較一致的看法認為:白點是由鋼中的氫和內應力 (主要是組織應力)共同作用的結果。沒有一定數量的氫和較大的內應力,白點不能形成。

       鋼中的氫是在冶煉時帶入的。氫在鋼中存在的形式有:原子(質于)狀態,分于狀態以及氫化合物。后面兩種的活動能力很差,故只有氫原子能影響白點形成。氫對鋼的作用是使鋼的塑性降低,當含氫量達到一定數值,鋼的塑性將急劇地下降,產生所謂“氫脆”現象。實際上氫原子在鋼中并非均勻分布,而是聚集在位錯附近的歪扭晶格中。顯然,這些含氫量多的部位,塑性很低,具有脆件。

       在鍛件鍛后的冷卻過裎中,隨著溫度降低因奧氏體轉變,除了在鍛件內部會產生內應力(主要是組織應力)外,同時氫在鋼中的溶解度顯著減小,這時,內應力使位錯在亞晶界匯集并構成亞顯微裂口—— 斷裂源。當氫原子從固溶體里脫溶析出到亞顯微裂口中,氫原子在裂口中結合成氫分子并產生很大壓力。因此,在鋼中氫含量高的局部脆性地方,在組織應力和氫析出應力作用下,使亞顯微裂口不斷擴大以致破裂,產生極細內部裂紋,這樣就形成了白點。

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