PDF《大型饼类锻件锻造工艺研究综述》

2 饼类锻件的解剖检验 大型饼类锻件的加工手段主要是自由锻造. 锻件除了成形要求以外 ,还要求同时打碎碳化物 , 锻合内部的疏松与孔洞 ,细化铸态组织而获得均 质致密的优质锻件.要想达到此目的 ,所采用的 锻造工艺应能保证锻件内部缺陷区域不出现拉应 力.近年来 ,根据核电、 石油、 化工设备设计上的

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6 《 大型铸锻件 》 November

2007 HEAVY CASTI NG AND FORGI NG ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 要求 ,锻件愈来愈大 ,锻造用钢锭也愈来愈大型 化.为适应生产的需要 ,自20世纪 70年代以来 , 国内外大锻件生产厂家不断研究开发了一些新的 锻造方法. 饼类锻件锻造的目的主要是破碎铸态组织、 消除先天性疏松、 孔洞型冶金缺陷 ,同时不萌生新 的裂纹源.钢锭内部不可避免地具有不同程度的 内部疏松、 孔洞与夹杂物 ,如何用有效的工艺去锻 合内部这些缺陷 ,如何创造有利的力学条件 ,使之 在锻造过程中不出现新裂纹或夹杂性裂纹 ,一直 是人们关心与研究的问题. 镦粗是饼类锻件最常采用的锻造方法 ,由于 工具简单 ,适应性强 ,一直广泛采用.但直接镦粗 法生产饼类锻件 ,往往会在锻件心部形成层状夹 杂缺陷.研究人员对用直接镦粗法生产的平盖锻 件进行了解剖检验 [

1、

2 ] .平盖锻件探伤检验情况 见表 1,在锻件中心和

1 /2半径处套取棒料进行 解剖 ,结果见表 2. 表1平盖锻件探伤检验结果 Table

1 The UT test result of flat cap forging 材质 原材料准备 钢锭重量 / t 锻件尺寸 /mm 探伤结果 20MnMo 电炉 冶炼、 大气浇铸、 一锭一件

12 1670 *

325 中心

1000 mm 的范围内有

2 mm ~

3 mm 的缺陷密集 区 ,最大单个缺陷深

150 mm,距中心

200 mm 表220M nM o平盖解剖结果 Table

2 The D issection test result of

20 M nM o pla te ( dish2shaped forging) 套料棒位置 中心

1 /2半径处 低倍 经酸浸蚀的低倍试片上 ,出现了大约 8~9条裂 纹 ,裂纹长约

1 mm~3 mm 与中心套料棒的结果相同 ,裂纹长约

1 mm~6 mm 断口 断口的大部分区域为结晶状断口 ,断口裂纹的微 观形貌不具有白点断裂的微观形貌特征 断口为云片状 金相 基体组织为铁素体 +珠光体.裂纹周围有大量 夹杂物堆积 基体组织为铁素体 +珠光体 ,成带状分布.裂纹呈断续状. 裂纹尾部在缺陷 (夹杂物 )处较圆钝 ,在无缺陷处较尖锐 在该锻件中心

1 000 mm 的缺陷范围内套 取出两棒料 ,检验表明缺陷为横向裂纹.该裂纹 不是白点 ,而是在金属薄弱处由激烈的剪切变形 引起的 ,为夹杂性裂纹.中心部位试样断口大部 分为结晶状断口 ,可见钢锭毛坯在镦粗前未经很 好的预变形.

3 克服层状缺陷的锻造工艺 3.

1 锥形板镦粗工艺 为了解释传统工艺的内在缺陷 ,刘助柏等学 者提出了平板间镦粗圆柱体 (高径比 H /D >

1)的 拉应力理论 [ 3~9 ] ,形成了一系列大型锻件新理论 与新工艺 [ 10~16 ] ,对饼类锻件提出了锥形板镦粗的 新工艺及其力学原理 [ 17~18 ] .此工艺可用于电炉 冶炼、 真空浇注或大气浇注的钢锭.钢锭倒棱、 预 拔长下料 ,再经加热后用上下锥形板镦粗.这种 工艺可保证内部为三向压缩应力状态 ,能迫使平 板镦粗时出现的刚性区变形 (高径比 H /D >