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锻件的锻后冷却

来源:法兰锻件网 责任编辑:法兰锻件网 有 308 人浏览 日期:2017-06-05 放大字体  缩小字体

文章摘要:锻件的冷却方法有空冷、坑冷(沙冷、箱冷)、炉冷和水冷。

        锻后的冷却的重要性并不亚于锻前加热和锻造变形过程,有时钢料采用正常的加热规范和适当的锻造,虽然可以保证获得高质量的锻件,但是,如果锻后冷却方法选择不当,锻件还有可能产生裂纹甚至报废,这在实际生产中时有发生,因此应予重视。

1. 定义
        锻后冷却就是指结束锻造后从终锻温度冷却到室温的过程。

2. 锻后冷却常见缺陷产生的原因和防止措施
         常见缺陷有:裂纹、白点、网状碳化物等。

2.1 裂纹
        冷却裂纹是由于冷却过程中产生的内应力引起的。由于锻件冷却后期温度低塑性差,因此其冷却内应力较加热时的内应力的危险性更大。按冷却时内应力产生的原因不同有:温度应力、组织应力和残余应力。

2.1.1 温度应力
        温度应力是锻件冷却过程中内外温度不同造成冷缩不均而产生的。冷却初期,锻件表面温度较心部低,表面的收缩受到心部的阻碍,在表面产生拉应力,而心部产生与其平衡的压应力。随着冷却的继续进行将发生下列两种变化。

        a.如锻件材料为抗力小易变形的软钢,可以产生微量变形,松驰冷却初期表面产生拉应力,并逐渐减小至零。到了冷却后期,表面温度已接近常温,基本不再收缩,而心部温度尚高继续收缩,此时,心部的收缩受到表面的阻碍,结果导致温度应力方向的改变,即表面由拉应力变为压应力,而心部由压应力变为拉应力。
        
        b.若锻件材料为抗力大难变形的硬钢,在冷却初期表面产生的拉应力得不到松驰,到了冷却后期,虽然心部收缩对表面产生附加压应力,但这只能使冷却初期表面产生的拉应力有一定的降低,而不会使温度应力方向发生改变,即表面仍为拉应力,心部仍为压应力。第一种情况出现内裂的倾向性较大,而第二种情况则往往出现外裂。
 
锻件的锻后冷却
 
2.1.2 组织应力
        锻件在冷却过程如的相变发生,由于锻件在冷却过程中表面与心部相变不同时而产生的应力。

2.1.3 残余应力
        加热后的钢料在锻造过程中,由于变形不均或加工硬化所引起的内应力,如未能及时得到再结晶软化将其消除,便会在冷却终了时保留下来构成残余应力。锻件在冷却过程中总的内应力为上述三种应力的叠加。当总的内变力超过材料某处的强度极限时,便会在锻件相应的部位产生裂纹。一般情况下,锻件尺寸越大,导热系数越小,冷速越快,温度应力和组织应力就越大。如果迭加后的内应力没有造成破坏,冷却终了便保留下来,构成锻件的残余应力。

2.2 白点
        白点是由于氢的富集和组织应力共同作用的结果。白点多发生在珠光体类和马氏体类合金钢中,碳素钢程度较轻,奥氏体和铁素体类钢极少发现白点,莱氏体合金钢也未发现白点。白点在钢的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点。而在横向上呈细小的裂纹。合金钢中的白点色泽光亮,碳素钢较暗。

2.3 网状碳化物
        过共析钢的轴承钢终锻温度高并在锻后缓冷时,特别是在 Arm~Ar1 区间缓冷,将由奥氏体中大量析出二闪碳化物,这时碳原子由于具有较大的活动能力和足够的时间扩散到晶界,于是沿着奥氏体晶界形成网状碳化物。

3. 锻件的冷却方法
        空冷、坑冷(沙冷、箱冷)、炉冷和水冷。

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关键词: 锻件的锻后冷却
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