大型筒管類鍛件

大型筒體類鍛件主要工具或模具在沖力或壓力的作用下，對金屬毛坯料施加壓力，使其發(fā)生塑性變形從而獲得所需的機(jī)械性能、形狀和尺寸，它具有生產(chǎn)率高、同樣強(qiáng)度重量輕、質(zhì)量高、可承受較大沖擊力等特點(diǎn)。大型筒體類鍛件可用于造紙、發(fā)電廠、醫(yī)藥、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、石油化工、零部件加工、海洋平臺等行業(yè)。

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產(chǎn)品描述

在導(dǎo)致大型筒體類鍛件產(chǎn)生裂紋的因素中，由淬火引起的裂紋占鍛件的大部分。淬火裂紋主要發(fā)生在淬火和冷卻的后期。此時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變基本結(jié)束。由于鍛件中較大的拉伸應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)，就會出現(xiàn)裂紋。一旦淬火后大型筒體類鍛件上出現(xiàn)淬火裂紋，則將報(bào)廢產(chǎn)品。

淬火裂紋的主要原因不僅在于淬火過程中的大淬火應(yīng)力，還在于非金屬夾雜物的存在，碳化物的偏析，工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理以及大型筒體類鍛件中淬火過程系統(tǒng)的不當(dāng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常根據(jù)淬火裂紋的特點(diǎn)判斷淬火裂紋的原因，并采取措施防止其再次發(fā)生。淬火裂紋形成的原因和條件不同，大型筒體類鍛件的分布方式也不同。下面來簡單分析一下。

1.縱向裂縫及其影響因素

縱向裂紋也稱為軸向裂紋。這種裂紋的特征在于，它們沿軸向從鍛件的表面到中心分布。它主要在鍛件完全硬化時(shí)發(fā)生?？v向裂紋是由淬火過程中過大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力引起的，這使得切向拉伸應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)材料的斷裂強(qiáng)度。

2.橫向裂紋（弧形裂紋）及其影響因素

橫向裂紋的特征是它們垂直于軸，從內(nèi)部到外部都開裂，并且是由于熱應(yīng)力而形成的，通常不會硬化。橫向裂紋通常出現(xiàn)在大型筒體類鍛件上，例如軋輥，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等，并且經(jīng)常以弧形分布在鍛件形狀突然變化的位置。橫向裂紋主要產(chǎn)生于鍛件內(nèi)部或尖銳的邊緣和空洞附近，容易引起應(yīng)力集中。

3.網(wǎng)狀裂紋

網(wǎng)狀裂紋是一種表面裂紋，其深度相對較淺，一般在0.01-1.5mm左右。裂紋方向可以是任何方向，而不管大型筒體類鍛件的形狀如何。許多裂縫相互連接以形成具有大裂縫面積的網(wǎng)絡(luò)。對表面經(jīng)過脫碳處理的高碳鋼進(jìn)行淬火，在加工過程中未完全去除脫碳層的表面淬火等，很容易形成網(wǎng)狀裂紋。但是，脫碳層不一定會引起網(wǎng)狀裂紋。當(dāng)表面層完全脫碳時(shí)，淬火后的表面層為鐵素體，易于變形并可以緩解應(yīng)力，并且不適合于形成網(wǎng)絡(luò)裂紋。