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    加熱產生的缺陷及預防方法

    放大字體  縮小字體 發布日期:2020-11-11  瀏覽次數:103
    核心提示:鍛件金屬材料在加熱過程中產生的缺陷有氧化、脫碳、過熱、過燒 及內部裂紋等。(1)氧化鋼在加熱過程中,尤其是加熱到高溫時,其

    鍛件金屬材料在加熱過程中產生的缺陷有氧化、脫碳、過熱、過燒 及內部裂紋等。

    (1)氧化鋼在加熱過程中,尤其是加熱到高溫時,其表層的 鐵會和爐氣中的氧化性氣體(如。2、CO2、0、SO2等)發生 劇烈的化學反應,使鋼的表層金屬氧化變成氧化皮。

     

    影響氧化的因素有:爐氣成分、加熱溫度、加熱時間與鋼的化 學成分。

     

    氧化皮的危害:造成鋼料的燒損;影響鍛件表面質量;降低模 具使用壽命。

     

    減少氧化的措施:盡量釆用快速加熱以縮短加熱時間;不同的 加熱階段釆用不同的爐內空氣量(即采用不同的火焰);保證燃料 完全燃燒;對坯料進行均濕時,應使爐內保持微正壓,以防止冷空 氣被吸入;坯料在保護性氣體或惰性氣體中加入及坯料涂刷保護層加熱。

     

    (2)脫碳  鋼在高溫加熱時,表層中的碳和爐氣中的氧化性氣 體(如。2、COz、HzO等)及某些還原性氣體(如H2)發生化 學反應,造成鋼料表層的含碳量減少。

     

    影響脫碳的因素:爐氣成分、加熱溫度、加熱時間及鋼的化學成分等。

     

    脫碳的危害性:脫碳后,在鍛造過程中易出現龜裂,表面硬 度、強度和耐磨性、疲勞強度均降低,導致長期受交變載荷作用的 零件過早地斷裂。當脫碳層厚度大于機械加工余量時,會影響鍛件 的質量。

     

    防止脫碳的措施:前述減少氧化的措施同樣可以用于防治脫碳。


     

    (3)過熱過熱是指鋼料的加熱溫度超過規定溫度,或在高溫 下保溫時間過長,引起奧氏體晶粒急劇長大的現象。

     

    不同鋼種對過熱的敏感程度不同,軟碳鋼對過熱的敏感性最 小,而合金鋼則容易過熱,在對過熱敏感的鋼種中,以鐐銘鑰鋼最 為突出,見表1-5。

     

    鋼的過熱與化學成分、冶煉方法、鍛造溫度、熱變形量、鍛后 冷卻速度及爐溫均勻性等因素有關。因始鍛溫度過高或加熱時間過 長引起的過熱,雖然經鍛造變形可以破碎過熱粗晶,但往往受鍛造 變形量及變形均勻性的限制,對于較嚴重的過熱,鍛造變形也不易 完全消除。所以應確定安全的始鍛溫度,以防止產生過熱。至于過 燒,由于鍛造加熱溫度更高,鋼的晶粒極為粗大,且氧原子沿晶界 侵入,形成網絡狀氧化物及易熔氧化物共晶,使晶粒間的結合力大大減弱,在隨后熱變形時極易產生開裂。

     

    4)過燒 鋼的過燒溫度比熔點低100?150P,過熱溫度又 比過燒溫度低約5or,所以鋼的始鍛溫度一般應低于熔點(或低 于狀態圖固相線溫度)150?200P。

    防止過熱或過燒的措施:按照金屬坯料的化學成分與尺寸,制 定正確、合理的加熱爐規范;測溫或控溫的爐表要準確無誤;盡量 減少爐內的過??諝饬?,高溫下調節成弱氧化性爐氣成分;坯料裝 爐應距燒嘴或電阻絲有一定距離,坯料與火焰不允許直接接觸以防 局部過熱或過燒。

     

    (5)內部裂紋鋼錠或鋼坯在加熱過程中,由于表里溫差就形 成了溫度應力。溫差越大,所產生的溫度應力也就越大。同時,因組織狀態的轉變,金屬的體積發生變化,形成了附加應力即組織應力。這兩種應力受加熱速度的影響,綜合作用的結果可能超過金屬 的強度極限,使金屬芯部產生內部裂紋,導致廢品的產生。

    防止內部裂紋的措施:合理制定加熱規范并在生產中嚴格執行規 范,尤其是大型鋼錠或鋼坯加熱時。裂紋一旦出現,鋼料即報廢。



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