大型鍛件熱處理

2022-06-21 09:20:37 admin

通常大型鍛件的鍛件熱處理是和鍛件的冷卻結(jié)合在一起進(jìn)行的。

由于大型鍛件的斷面尺寸大和生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，大型鍛件熱處理應(yīng)考慮到以下特點(diǎn)：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(nèi)部存在較大殘余應(yīng)力，4) 一些鍛件容易產(chǎn)生白點(diǎn)缺陷。

因此，大型鍛件熱處理除了消除應(yīng)力，降低硬度之外，主要目的首先是預(yù)防鍛件出現(xiàn)白點(diǎn)，其次是提高鍛件的化學(xué)成分均勻性，調(diào)整與細(xì)化鍛件的組織。

大型鍛件中的白點(diǎn)白點(diǎn)是鍛件內(nèi)部的一種極細(xì)脆性裂紋，圓形或橢圓形的銀白色斑點(diǎn)，直徑大小由幾毫米到幾十毫米。根據(jù)顯微組織觀察，在白點(diǎn)的鄰近區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)塑性變形痕跡，因此白點(diǎn)是屬于脆性破裂。

鍛件存在白點(diǎn)不僅導(dǎo)致機(jī)械性能急劇下降，由于白點(diǎn)帶來(lái)高度應(yīng)力集中，熱處理淬火時(shí)會(huì)使零件開裂，或零件使用中突然發(fā)生斷裂，以致造成機(jī)毀事故。因此，白點(diǎn)是鍛件的一種致命缺陷。大型鍛件技術(shù)條件明確規(guī)定，一旦發(fā)現(xiàn)白點(diǎn)必須報(bào)廢。

關(guān)于形成白點(diǎn)的理論很多，目前比較一致的看法認(rèn)為：白點(diǎn)是由鋼中的氫和內(nèi)應(yīng)力 (主要是組織應(yīng)力）共同作用的結(jié)果。沒有一定數(shù)量的氫和較大的內(nèi)應(yīng)力，白點(diǎn)不能形成。

鋼中的氫是在冶煉時(shí)帶入的。氫在鋼中存在的形式有：原子（質(zhì)于）狀態(tài)，分于狀態(tài)以及氫化合物。后面兩種的活動(dòng)能力很差，故只有氫原子能影響白點(diǎn)形成。氫對(duì)鋼的作用是使鋼的塑性降低，當(dāng)含氫量達(dá)到一定數(shù)值，鋼的塑性將急劇地下降，產(chǎn)生所謂“氫脆”現(xiàn)象。實(shí)際上氫原子在鋼中并非均勻分布，而是聚集在位錯(cuò)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(guò)裎中，隨著溫度降低因奧氏體轉(zhuǎn)變，除了在鍛件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力（主要是組織應(yīng)力）外，同時(shí)氫在鋼中的溶解度顯著減小，這時(shí)，內(nèi)應(yīng)力使位錯(cuò)在亞晶界匯集并構(gòu)成亞顯微裂口—— 斷裂源。當(dāng)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(jié)合成氫分子并產(chǎn)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(yīng)力和氫析出應(yīng)力作用下，使亞顯微裂口不斷擴(kuò)大以致破裂，產(chǎn)生極細(xì)內(nèi)部裂紋，這樣就形成了白點(diǎn)。

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