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1、Word文檔 防止鍛造加熱缺陷產(chǎn)生的對(duì)策 鍛造是我廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)巾的重要性工種,每年鍛造毛坯達(dá)400余t,由于加熱不規(guī)范,造成鍛件缺陷較多,嚴(yán)峻時(shí)可造成廢品。經(jīng)過(guò)在日常生產(chǎn)過(guò)程與其他技術(shù)人員的討論,總結(jié)了一些鍛件缺陷形成的緣由及防止方法。坯料在加熱過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷有氧化、脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒、內(nèi)部開(kāi)裂等。正確的加熱應(yīng)盡量削減或防止這些缺陷的產(chǎn)生。 一、氧化缺陷 氧化是爐氣中的氧化性氣體(0:,CO:,H20,SO )與鐵化合,形成氧化皮,最外層是Fe20,氧化皮的現(xiàn)象。形成氧化缺陷的因素有: 1.爐氣成分?;鹧婕訜釥t的爐氣通常是由以下3種氣體成分組成,即氧化性氣體(0 ,co ,H:0,SO:);

2、還原性氣體(CO,H )和中性氣體(N:)。爐氣的性質(zhì)取決于燃燒時(shí)空氣的消耗量。當(dāng)供應(yīng)空氣過(guò)多時(shí),爐氣性質(zhì)為氧化性,促進(jìn)氧化,形成較厚的氧化皮。相反,如供應(yīng)空氣不足時(shí),爐氣則呈還原性,氧化皮很薄但不易去除。 2.加熱溫度。隨著鋼的加熱溫度上升,由于氧化集中速度加快,因此氧化過(guò)程就越猛烈,結(jié)果形成氧化皮也越厚。一般睛況,加熱溫度在低于570 600時(shí),氧化速度很慢;當(dāng)溫度超過(guò)900 oC- 950以后,氧化急劇增加,到1 375 oC時(shí),氧化皮開(kāi)頭熔化。 3.加熱時(shí)間。鋼的加熱時(shí)間越長(zhǎng),氧化擴(kuò)大量便越大,形成氧化鐵則越多。特殊是加熱到高溫階段,加熱時(shí)間的影響就更大。 4.鋼的化學(xué)成分。當(dāng)鋼質(zhì)量分

3、數(shù)大于0.3%時(shí),隨著鋼含量的增加,形成的氧化皮將削減,這是由于含碳量高時(shí),由于鋼表面的氧化過(guò)程中生成了CO,可減弱氧化性氣體對(duì)鋼表面的作用。如鋼巾含有Cr,Ni,AI,Mo等合金元素,在表面形成致密的氧化薄膜。由于這層氧化薄膜透氣性很小,能阻擋氧化性氣體向內(nèi)集中,又閃其膨脹系數(shù)和鋼接近全都,在加熱時(shí)又能堅(jiān)固附在鋼的表面,起到愛(ài)護(hù)作川,從而削減氧化。當(dāng)鋼巾Nj,Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于13%一20%時(shí),幾乎就不產(chǎn)生氧化缺陷。 氧化缺陷的危害性很大:它直接造成了鋼鐵的損耗;降低鍛件尤其是模鍛件的表面質(zhì)量;加劇工具、模具的磨損;使加熱爐底腐蝕損壞,降低它的使剛壽命。鋼料在爐內(nèi)加熱時(shí).脫落的堿性氧化皮與含酸

4、性耐火材料的爐底發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而使?fàn)t底軟熔損失。 火焰爐加熱時(shí)為了削減氧化皮的產(chǎn)生,可采納下列措施:在確保壞料加熱質(zhì)量的前提下,盡量采.=j快速加熱,以縮短加熱時(shí)間,特殊是高溫階段的加熱時(shí)間;在燃料完全燃燒的條件下,盡可能削減過(guò)剩氣量,以免爐內(nèi)剩余氧過(guò)多;留意削減燃?xì)庵械乃?爐膛應(yīng)保持不大的正壓力,防止?fàn)t外冷空氣吸入爐內(nèi);應(yīng)盡量采納少裝、勤裝及適時(shí)出爐的操作方法;在精密模鍛與高合金、有色金屬等關(guān)鍵件的鍛造巾,可采 【H少氧化、無(wú)氧化加熱措施。 二、脫碳缺陷 脫碳是鋼表面巾的碳在高溫下與氧或氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、生成一氧化碳或甲烷等可燃?xì)怏w被燒掉而造成的。產(chǎn)生脫碳缺陷 的兇素如下: 1.爐氣成分。在

5、爐氣成分巾,脫碳力量最強(qiáng)的是H 0(汽),其次是CO:,較弱的是H 。一般在中性介質(zhì)或弱氧化性介質(zhì)巾加 熱時(shí),可以削減脫碳,另外在爐內(nèi)空氣過(guò)剩時(shí),脫碳減弱鋼材表面形成氧化皮較多阻礙碳的集中。當(dāng)爐內(nèi)空氣不足時(shí)脫碳層會(huì)加深。這是由于爐內(nèi)空氣不足時(shí),燃燒產(chǎn)物巾會(huì)消失氫氣,這種氫氣在有水汽存在時(shí)是最劇烈的脫碳?xì)怏w。 2.加熱溫度的影響。鋼在氧化性爐氣中加熱,既產(chǎn)生氧化,也引起脫碳。加熱溫度在700 cc1 000 oC時(shí),由于表面氧化皮阻礙碳集中,因此脫碳過(guò)程比氧化要慢。隨著加熱溫度的上升,一方面氧化的速度快速增加,另一方面脫碳的速度也加快,但此時(shí)氧化皮丟失愛(ài)護(hù)作用,在達(dá)到某一溫度后,脫碳就比氧化更猛

6、烈。如GCrI5鋼在1 100 oC-l 200溫度時(shí),產(chǎn)生劇烈脫碳現(xiàn)象。 3.加熱時(shí)間。鋼的加熱時(shí)間越長(zhǎng),脫碳層厚度則越厚。但兩者不成正比關(guān)系,當(dāng)厚度達(dá)到肯定值后,脫碳速度將漸漸減慢。例如高速鋼在l 000的高溫經(jīng)O.5 h,其脫碳層深度為O.4 mm,保溫4h為1 mm,保溫12 h為1.2mm。 4.鋼的化學(xué)成分。鋼的化學(xué)成分對(duì)脫碳影響很大。鋼中含碳量越高,脫碳傾向就越大。w,A1,si,co等元素使鋼脫碳增加,而Cr,Mn等元素則能阻擋鋼的脫碳。脫碳缺陷的危害性很大:由于鋼表面層含碳量降低,將使制成的零件表面的強(qiáng)度和耐磨性降低;使零件疲憊強(qiáng)度降低,零件在長(zhǎng)期交變應(yīng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生疲憊斷

7、裂。但假如脫碳層的深度沒(méi)有超過(guò)鍛件的機(jī)械加工余量,則脫碳層可隨切屑一起除去而無(wú)危害。 削減脫碳缺陷的方法有:采片J快速加熱,掌握加熱時(shí)間,尤其是要縮短在高溫下的保溫時(shí)問(wèn);加熱前坯料表面涂上愛(ài)護(hù)涂層,如石墨粉與小玻璃混合劑,硼砂小浸液,玻璃粉涂料等;縮短高溫階段的加熱時(shí)間,使加熱好的坯料準(zhǔn)時(shí)fJI爐鍛造;在愛(ài)護(hù)氣體中加熱。 三、過(guò)熱缺陷 鋼料加熱時(shí)由于加熱溫度超過(guò)某一溫度,或在高溫下保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),引起奧氏體品粒 著粗化的現(xiàn)象稱為過(guò)熱。產(chǎn)生過(guò)熱缺陷的主要因素是加熱溫度與保溫時(shí)間。加熱溫度越高,品粒越粗大。通常把品粒開(kāi)頭急劇長(zhǎng)大的溫度稱為晶粒長(zhǎng)大的l臨界溫度,并視為該種金屬的過(guò)熱溫度。鋼的過(guò)熱溫度與

8、其化學(xué)成分有關(guān)。如鋼巾含鈦、鎢、釩、鈮等元素能削減過(guò)熱傾向;而碳、錳、硫、磷等元素能增加鋼的過(guò)熱傾向。 過(guò)熱缺陷會(huì)引起下列問(wèn)題:過(guò)熱缺陷嚴(yán)峻的鋼,鍛造時(shí)邊角可能產(chǎn)生裂紋;一般性熱的鋼并不影響鍛造,但是過(guò)熱鋼鍛造的鍛件,品粒度仍比正常鍛件的品粒粗大,使鍛件機(jī)械性能降低;過(guò)熱鋼鍛造的鍛件淬火時(shí),簡(jiǎn)單引起變形和開(kāi)裂。 為了補(bǔ)救過(guò)熱缺陷,假如條件允許,可用再次鍛造或調(diào)質(zhì)、正火等處理方法使品粒細(xì)化。但是一些Cr,Ni含量高的合金鋼,產(chǎn)生過(guò)熱后是無(wú)法用熱處理改正的。總之,嚴(yán)格掌握鋼料的加熱溫度和保溫時(shí)間,是防止過(guò)熱的最好措施。 四、過(guò)燒缺陷 當(dāng)鋼料加熱到近熔點(diǎn)時(shí),不僅奧氏體品粒粗大.而且爐中氧化性氣體滲入

9、品間,使品問(wèn)物質(zhì)如Fe,C,S發(fā)生氧化,形成易熔共晶體氧化物,破壞了品粒問(wèn)的聯(lián)系,這種現(xiàn)象稱為過(guò)燒。過(guò)燒的鋼料,強(qiáng)度很低,失去塑性,不能鍛造,一擊便裂開(kāi)成碎塊。它的斷口品粒粗大,呈淺藍(lán)色??梢?jiàn),過(guò)燒鋼料是不行補(bǔ)救的廢品,只有回爐重新冶煉。 防止過(guò)燒缺陷應(yīng)實(shí)行下列措施:嚴(yán)格掌握加熱溫度,鋼料的最高加熱溫度至少應(yīng)比溶點(diǎn)低tO0 oC,大致可認(rèn)為,低碳鋼加熱溫度不應(yīng)當(dāng)超過(guò)1 300一1 500;高碳鋼不超過(guò)1 2001 150;掌握爐內(nèi)的氣體成分,盡量削減過(guò)剩的空氣量;坯料與噴火口保持肯定距離,不得使火焰與坯料直接接觸,以防局部過(guò)燒;采納電阻加熱爐時(shí),坯料離電阻絲的距離不應(yīng)小于100 mm,以免局部過(guò)燒。 五、內(nèi)部開(kāi)裂缺陷 鋼料加熱時(shí),由于表面溫度先上升,巾心溫度后上升,這樣使鋼料表面的熱膨脹大于巾心部分,在中心部分便引起三向拉 應(yīng)力。這種由于溫度不勻稱而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力。鋼料斷面越大(例如大鋼錠),加熱速度越快,溫度應(yīng)力就越大。但需指出,只有鋼料處在室溫至500一550 oC的彈性狀態(tài)時(shí)。溫度應(yīng)

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