锻造白点合锻造的关系

《一重技术》 锻件白点的产生及与锻造的关系 桂安刚 1 (1．一重集团铸锻钢公司技术质量部助理师，黑龙江 富拉尔基 161042) 摘要：白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内部缺陷，是锻件的致命缺陷。分析白点缺陷形成原 因，有利于预防白点的产生，提高锻件的质量。 关键词：白点；去氢；锻造压实；冷却 中图分类号：TG316．1+92 文献标识码：B 文章编号：1673—3355(2008)02—0020—02 白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内 部缺陷，是锻件的致命缺陷。随着冶炼技术的不 断改进、提高，锻件白点缺陷已较少出现，在大 气浇注钢锭生产的锻件，以及马氏体、珠光体钢 锻件中，合金含量大于 3．5％的镍铬钢或镍铬钼 钢仍有出现，而奥氏体、铁素体和莱氏体钢不形 成白点。本文主要分析白点裂纹的形成及预防控 制白点的产生。 1 白点的形成过程 白点在锻件横截面上表现形式，通常为分布 在接近中心部位的小裂纹，裂纹呈锯齿形。研究 白点形成的理论很多，比较一致的看法为：白点 是钢中的氢与内应力(主要指组织应力)共同作用 下产生的结果。气体在冶炼和浇注过程中，通过 不同途径溶入钢液中，在铸锭凝固过程中，氢在 钢液中的溶解度随温度的下降而降低，由于部分 过饱和而析出的氢不能及时逸出钢锭外，仍以原 子状态过饱和地固溶在钢锭中，扩散在钢锭的微 隙f疏松)中，结合成分子。当锻压时，微隙将被 锻合或压缩，其中一部分氢重新固溶于钢中，另 一 部分未固溶的分子氢，由于体积被压缩而对周 围金属施加较大的压力，产生局部的内应力。这 些锻件或锻坯在冷却过程中由奥氏体转变为铁素 体和珠光体时，氢的溶解度急剧下降，使钢中氢 收稿 日期：2007—08—22；修回 日期 ：2008—09—23 的过饱和度不断增加。当冷却过程缓慢时，氢有 足够的时间逐渐向外扩散 ，组织应力也小。当冷 却过程较快时，氢来不及充分扩散，大部分仍继 续以过饱和状态溶于钢中，这些氢只能向附近的 微隙中挤，并在微隙中结合成分子。这些氢分子 在较低温度下很难重新分布进入固溶体中，只能 被封闭在微隙。大量的氢分子对微隙产生巨大的 压力，这种压力和相变及其他原因形成的应力(包 括组织应力、热应力和变形压力等)相叠加，若超 过了金属的强度极限，即产生以微隙为核心的穿 晶脆性裂纹。 2 产生白点的几个必备条件 (1)大量的氢分子 ； (2)氢原子结合成氢 分子的空间； (3)冷却速度。 3 锻造与白点缺陷的关系 锻造也是白点形成的最基本的条件之一，锻 造对白点的形成有可能产生影响的两方面。一方 面白点很少在铸钢件或钢锭中出现，而是在经过 压力加工后的锻件中产生，特别是在锻件组织致 密处也会产生。根据最小阻力原理，锻造时锻件 的内部变形速度要大于表面，因而内部会产生更 多的晶界滑动、位错运动，引起位错塞积。位错 塞积处达到晶体的理论剪切力时，就会出现显微 维普资讯 http://www.cqvip.com 2008年第 2期(总 122期 ) Charpy@击试验结果分析 毛立新 ，王丽红 (1．中国第一重型机械集团公司技术中心冶金研究所助理 ]¨ 程师，黑龙江 富拉尔基 161042；2．一重 集团大连研究院副译审，辽宁 大连 1 16600) 摘要：对某种容器用钢横向和纵向两种试样的冲击功Ak值进行了分析。得到的结果说明两种取向试样 的Ak值呈正态分布： 关键词：Chawy；冲击试验；冲击吸收功；结果分析 中图分类号：TG115．5+6 文献标识码：B 文章编号：l673—3355 f2008)02—0021—02 经济简便的摆锤冲击试验能很好地反映材料 的低温和回火脆化倾向，对于各种热加工缺陷以 及材料内部夹杂物引起的脆化也非常敏感，因而 在产品检验和科学研究中得到广泛应用。可是正 因为对材料的微观结构和缺陷十分敏感，摆锤冲 均值有时也不能正确地反映试验材料的抗冲击性 能。鉴于在疲劳分析等其它同样需要考虑数据分 散的情况下，应用数理统计分析已成功地获 得了更为可靠的结果。我们尝试从统计分布角度 出发，对某种容器用钢的摆锤冲击试验结果进行 击试验结果往往离散性很大，导致单纯依靠取平 分析，试图从简单的摆锤冲击试验中，获得更有 裂纹，即裂纹源。尽管锻件在高温下会出现扩散 的产生仍是行之有效的。如冶炼方面对炉料烘 和再结晶，但变形速度大于再结晶速度时，微裂 烤、冶炼时充分沸腾、采用真空除气技术降低钢 纹不能完全消失。另一方面，由于变形不均匀， 中的气体含量；锻后及时装炉退火；根据钢种、 还会产生附加应力，引起塑性降低，产生宏观微 含氢量及锻件横截面的大小确定合理的热处理工 裂纹。锻件在冷却过程中，氢原子从固溶体中析 艺。但本文主要讨论的是由锻造原因而引起的白 出到断裂源或微裂纹中，结合成氢分子并产生很 点。因此建议采取的新对策是：一是从工艺角度 大压力，使原微小缺陷扩大成裂纹。另外，白点 考虑采用降低白点敏感性的锻造压实方法，例如 开裂的方向也是由锻造方式所决定的。从常见的 走扁方锻造方法缩短了锻件心部至表面的距离。 白点分布的位置看，大多数白点裂纹是位于锻件 增大了锻件的相对面积，使氢容易析出，降低了 横截面的中心部位 ，开裂面是顺着锻件轴向排列 钢的白点敏感性。二是尽量在高温下锻造，高温 的，即顺着变形金属的流动方向排列。这就说明 下锻造时，可使扩散过程显著加快。即通过热扩 白点的开裂方向是由锻造方式决定的。 散和机械扩散的叠加，增大了均匀化程度，部分 锻造一方面使金属致密，减少了氢原子转换 消除了偏析，也可降低白点的敏感性。 成氢分子的栖身之处；另一方面，锻造也使金属 在变形中产生或留下了一些缺陷，为氢分子的形 成提供了条件。 4 预防措施 传统预防白点的措施不可否认，对防止白点 收稿日期：2007—12—04；修回日期 ：2007—12—23 44— 5 结 语 本文关于 “锻造可形成白点裂纹”的概念还 有待于进一步理论研究和实验分析。 维普资讯 http://www.cqvip.com