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航空航天业以外的磁粉用户通常使用ASTM E709磁粉检测标准指南作为其程序的基准。ASME、AWS和API标准均参考ASTM E709,构建其特定的要求。
我国自主研制
国内最大海工装备锻件锻造完成
▲近日,中信重工成功浇铸出的486吨特大型钢锭,从热处理加热炉内慢慢送出,在锻造吊的强力夹持下,缓缓移向油压机工作台,进入锻造工序。 ▼
该钢锭为特大型替打环锻件,是国内某海洋工程项目配套的大型关键锻件,采用486吨钢锭锻造而成。无论锻件重量还是钢锭规格,都创造了国内生产的最大规格海工装备替打环锻件。
替打环是海上液压打桩机的核心部件,属于带外台阶的异型环类锻件,由于其形状复杂,性能要求严格,成形难度极大,国内鲜有厂家具备生产能力。
此前主要依赖进口,但由于生产周期长,采购价格高,替打环一直是国内打桩机生产厂家的一个痛点。
国内最大海工装备替打环锻件成功浇铸及锻造,充分彰显了中国企业在大型锻件和重型装备制造领域日益提升的强大实力。
你可能要问了
什么是锻件?
锻件是指通过对金属坯料施加压力,使其产生塑形变形,以消除金属坯料内部存在的缺陷,达到综合机械性提高,而锻造出的部件。
锻件按坯料加工时的温度,分冷锻温锻和热锻。
热锻是在高于金属坯料的再结晶温度下加工。大型锻件都是热锻,大型锻件锻造不仅要满足所需零件形状和尺寸,而且重要的是要破除:铸态组织、细化晶粒、均匀组织、锻合缩孔、气孔和缩松等缺陷,以提高大型锻件内部质量。
锻造出的这些锻件,力学性能比铸件好,能承受大的冲击力作用和其他重负荷。所以,凡是一些重要的国家工程、航空航天、核电、军工、石油化工等领域,要求精密、受力大的零部件都是采用锻件。
通俗的说:锻件锻造过程,就像揉面过程。
锻造工艺常见缺陷总结与分析
1
大晶粒
大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大,形成织构;高温合金变形温度过低,形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒,晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低,疲劳性能明显下降。
2
晶粒不均匀
晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大,某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一,或局部区域的变形程度落人临界变形区,或高温合金局部加工硬化,或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3
冷硬现象
变形时由于温度偏低或变形速度太快,以及锻后冷却过快,均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化(硬化),从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度,但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4
裂纹
裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷,或热加工温度不当使材料塑性降低,或变形速度过快、变形程度过大,超过材料允许的塑性指针等,则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5
龟裂
龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面(例如,未充满的凸出部分或受弯曲的部分)最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的:①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时,钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。③燃料含硫量过高,有硫渗人钢料表面。
6
飞边裂纹
飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。
飞边裂纹产生的原因可能是:①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。②镁合金模锻件切边温度过低;铜合金模锻件切边温度过高。
7
分模面裂纹
分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。原材料非金属夹杂多,模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。
8
折叠
折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两股(或多股)金属对流汇合而形成;也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动,两者汇合而形成的;也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成;还可以是部分金属局部变形,被压人另一部分金属内而形成。
折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作有关。折叠不仅减少了零件的承载面积,而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源。
9
穿流
穿流是流线分布不当的一种形式。在穿流区,原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流,并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。
穿流产生的原因与折叠相似,是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的,但穿流部分的金属仍是一整体,穿流使锻件的力学性能降低,尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时,性能降低较明显。
10
锻件流线分布不顺
锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。
如果模具设计不当或锻造方法选择不合理,预制毛坯流线紊乱;工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动,都可以使锻件流线分布不顺。流线不顺会使各种力学性能降低,因此对于重要锻件,都有流线分布的要求。
11
铸造组织残留
铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。
锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。铸造组织残留会使锻件的性能下降,尤其是冲击韧度和疲劳性能。
12
碳化物偏析级别不符要求
碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。主要是锻件中的碳化物分布不均匀,呈大块状集中分布或呈网状分布。
造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差,加之改锻时锻比不够或锻造方法不当,具有这种缺陷的锻件,热处理淬火时容易局部过热和淬裂,制成的刃具和模具使用时易崩刃。
13
带状组织
带状组织是铁素体和珠光体、铁素体和奥氏体、铁素体和贝氏体以及铁素体和马氏体在锻件中呈带状分布的一种组织,它们多出现在亚共折钢、奥氏体钢和半马氏体钢中。
这种组织,是在两相共存的情况下锻造变形时产生的带状组织能降低材料的横向塑性指针,特别是冲击韧性。在锻造或零件工作时常易沿铁素体带或两相的交界处开裂。
14
局部充填不足
局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位,尺寸不符合图样要求。
产生的原因可能是:①锻造温度低,金属流动性差;②设备吨位不够或锤击力不足;③制坯模设计不合理,坯料体积或截面尺寸不合格;④模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。
15
欠压
欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大,产生的原因可能是:①锻造温度低。②设备吨位不足,锤击力不足或锤击次数不足。
16
错移
错移是锻件沿分模面的上半部相对于下半部产生位移。产生的原因可能是:①滑块(锤头)与导轨之间的间隙过大;②锻模设计不合理,缺少消除错移力的锁口或导柱;③模具安装不良。
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