Трещины при ковке, трещины при термообработке и трещины в сырье - объяснение | MachineMFG

Трещины при ковке, термообработке и сырье объясняются

5
(4)

Существуют различные типы трещин: трещины в сырье, трещины, вызванные термообработкой, и трещины при ковке, что может сбить с толку.

Их выявление является важным действием, так как помогает точно определить место возникновения трещины, что может помочь в анализе причины ее появления.

Во-первых, необходимо уточнить понятия "трещины в сырье" и "кузнечные трещины". Трещины, возникающие после ковки, следует рассматривать как "ковочные трещины".

Однако основные факторы, приводящие к образованию кузнечных трещин, можно разделить на следующие:

  • Ковочные трещины, вызванные дефектами сырья;
  • Ковочные трещины, вызванные неправильной техникой ковки.
Трещины при ковке

Для грубой дифференциации трещины можно классифицировать по их макроскопической морфологии. Поперечные трещины, как правило, не связаны с исходным материалом, в то время как продольные трещины требуют анализа, сочетающего морфологию трещины и процесс ковки.

Обезуглероживание на обеих сторонах трещины указывает на то, что она возникла во время ковки. Что касается того, была ли она вызвана сырьем или процессом ковки, необходим анализ на основе металлографии и технологического процесса.

На заготовках одной модели и одной партии кузнечные трещины обычно располагаются в одном и том же месте и простираются относительно неглубоко под микроскопом с обезуглероживание с обеих сторон. Трещины материала могут не повторяться в одном и том же месте и иметь различную глубину под микроскопом. Тем не менее, существует некоторая закономерность, которую можно наблюдать и анализировать.

Трещины в материале в основном совпадают с продольным направлением материала. Существует два виды ковки трещины: одна вызвана перегревом и окислением, приводящим к обезуглероживанию вблизи трещины, а другая - явлением разрыва решетки при холодной ковке железа, что можно определить с помощью металлографии.

Цель ковки заключается в следующем:

  1. Соответствует требованиям к формовке;
  2. Улучшение внутренней структуры материала, уточнение размера зерна, гомогенизация состава и структуры элементов;
  3. Сделайте материал более плотным (ковка может закрыть внутренние дефекты, такие как незакрытые воздушные отверстия или рыхлость), и распределите обтекаемость более разумно;
  4. Обеспечьте следующий процесс с помощью соответствующих методов термической обработки после ковки.

Поэтому в сырье для ковки должны присутствовать определенные дефекты. Крупные литые поковки часто непосредственно выковываются из стальных слитков, которые неизбежно содержат большое количество дефекты литья. Разумная ковка может подделать и эти так называемые дефекты.

Поэтому рациональность процесса ковки является основным фактором, определяющим, будет ли поковка трескаться.

Разумеется, если перед ковкой установлены четкие требования к уровню дефектности сырья, а в процессе ковки появляются трещины из-за дефектности сырья, превышающей установленные требования, то это можно рассматривать как "трещины при ковке, вызванные дефектами сырья", исходя из стабильности процесса ковки.

Проблемы с трещинами требуют специального анализа, а также анализа процесса ковки и рассмотрения вопроса о наличии защитной атмосферы в процессе нагрева.

Ковка - это процесс штамповки и уплотнения трещин в сырье. Оксидная окалина обычно плотная и серая, а грязные и рыхлые обломки, образовавшиеся в процессе выборки, - черные.

Если посмотреть под большим увеличением, то можно увидеть разницу, однако анализ энергетического спектра всегда позволяет отличить их, когда другие методы не помогают.

Трещина от удара о холодное железо

Трещины при ковке

Кузнечные трещины обычно образуются при высоких температурах во время деформации поковки. Когда трещины расширяются и вступают в контакт с воздухом, под микроскопом с увеличением 100X или 500X можно увидеть трещины с чешуйками окисления и обезуглероживания с обеих сторон, а структура в основном ферритная.

Морфологические характеристики этих трещин заключаются в том, что они относительно толстые и часто существуют в нескольких формах, без четкого заостренного конца, относительно круглые и чистые, и без четкой направленности.

Помимо этих типичных форм, иногда могут появляться более тонкие кузнечные трещины. Обезуглероживание вокруг трещины происходит не полностью, а частично.

Типичные примеры кузнечных трещин включают в себя:

Больше окиси на краях трещины.

Трещина при термической обработке

Трещины, образующиеся в процессе закалки и нагрева, имеют существенные отличия по характеру и морфологии по сравнению с трещинами, образующимися в процессе ковки и нагрева.

Для конструкционной стали температура термообработки обычно намного ниже температуры ковки.

Даже для быстрорежущей и высоколегированной стали время нагрева и изоляции намного меньше, чем температура ковки. Раннее растрескивание может произойти в процессе нагрева в результате слишком высоких температур термообработки, что приводит к образованию трещин, распределенных по более грубым границам зерен.

Если скорость нагрева детали слишком высока, может возникнуть раннее растрескивание, при этом по обеим сторонам трещины образуется небольшое обезуглероживание, но внутри и в хвосте трещины присутствуют чешуйки окисления.

Иногда из-за неисправности прибора экстремально высокие температуры могут стать причиной крупнозернистой структуры материала, при которой трещина распространяется вдоль границы трубчатого кристалла.

Типичный пример закалочных трещин выглядит следующим образом:

Под микроскопом с 500-кратным увеличением трещина выглядит зубчатой, с широким начальным концом и небольшим конечным изломом. В трещине нет аномальных металлургических включений или обезуглероживания, которая простирается зубчатым образом и имеет типичные характеристики закалочных трещин.

Трещина при термической обработке

Причины появления трещин при ковке и термообработке

Причины возникновения трещин при ковке:

В процессе ковки сталь может растрескиваться из-за дефектов на поверхности или внутри материала, таких как волосяные трещины, песчаные отверстия, включения, подповерхностные пузыри, усадочные отверстия, белые пятна или расслоения.

Некачественные процессы ковки или неправильные операции, такие как перегрев, пережог или слишком низкие конечные температуры ковки, а также слишком быстрое охлаждение после ковки, также могут стать причиной растрескивания поковок.

Причины появления трещин при термообработке:

Закалочные трещины - это макроскопические трещины, вызванные в первую очередь макроскопическими напряжениями. В реальном производстве стальные заготовки часто подвергаются разрушению из-за нерационального проектирования конструкции, неправильного выбора материалов, недостаточного контроля температуры при закалке или несоответствующей скорости охлаждения, что, с одной стороны, увеличивает внутреннее напряжение в процессе закалки, что приводит к расширению образовавшихся микротрещин и формированию макроскопических закалочных трещин.

С другой стороны, увеличение количества микроскопических трещин снижает сопротивление материала хрупкому разрушению SK, повышая вероятность образования закалочных трещин.

Факторы, влияющие на закаливание

Существует множество факторов, влияющих на образование закалочных трещин, и здесь мы приводим лишь несколько распространенных случаев, встречающихся в производстве.

  1. Растрескивание при закалке, вызванное уже существующими дефектами в сырье: Если на поверхности или внутри сырья имеются трещины или включения, и они не были обнаружены перед закалкой, могут образоваться закалочные трещины.
  2. Трещины, вызванные включениями: Если внутри деталей имеются серьезные включения или скрытые трещины из-за серьезных включений, во время закалки могут возникнуть трещины.
  3. Растрескивание под закалкой, вызванное плохой исходной структурой.
  4. Растрескивание при закалке, вызванное неправильной температурой закалки: Как правило, существует два случая образования закалочных трещин, вызванных неправильной температурой закалки:

(1) Указанная температура прибора ниже фактической температуры печи, что приводит к более высокой температуре закалки, вызывая перегрев и растрескивание заготовки во время закалки. Металлографическая структура перегретых закаленных трещин всегда содержит крупные зерна и крупные мартенсит.

(2) Фактический содержание углерода стали выше, чем содержание, указанное в марке стали. При закалке в соответствии с нормами процесс закаливания от исходной марки, это равносильно повышению температуры закалки стали, что легко может привести к перегреву и росту зерна в деталях, а также к увеличению напряжения при закалке, вызывающему растрескивание.

  1. Закалочные трещины, вызванные неправильным охлаждением при закалке: Неправильное охлаждение при закалке также может привести к закалочному растрескиванию деталей.
  2. Закалочное растрескивание, вызванное дефекты обработки: Из-за некачественной обработки на поверхности деталей остаются грубые и глубокие следы от инструмента. Даже на простых деталях или на участках, не подверженных нагрузкам, во время закалки могут образоваться трещины или произойти ранние разрушения в процессе эксплуатации.
  3. Влияние геометрии детали на образование закалочных трещин: Непродуманная геометрия деталей или большая разница в толщине на избыточном участке - все это может привести к образованию трещин из-за концентрации напряжений во время закалки.
  4. Растрескивание, вызванное несвоевременным отпуском после закалки: Несвоевременный отпуск после закалки может привести к появлению трещин из-за остаточное напряжение от тушения.

Методы различения трещин

Важно различать, идет ли речь о закалочных трещинах, трещинах при отпуске, трещинах при ковке или шлифовке, чтобы точно определить, в каком процессе возникли трещины, и проанализировать причины их образования.

Во-первых,Обращайте внимание на различия в морфологии закалочных и шлифовальных трещин. Чтобы отличить закалочные трещины от шлифовальных, которые могут быть не обнаружены при закалке, но обнаруживаются после шлифовки, обратите внимание на форму трещин, особенно на направление развития трещин.

Трещины шлифования перпендикулярны направлению шлифовки и имеют форму параллельных линий или черепахового панциря. Трещины шлифования мельче, а трещины закалки обычно глубже и крупнее.

Закалочные трещины не связаны с направлением шлифовки и часто появляются в виде прямых трещин, похожих на ножевые вырезы.

Во-вторыхОбращайте внимание на то, где появляются трещины. Острые углы, края отверстий, надписи, штамповка или механические дефекты поверхности и другие места, где возникают трещины, чаще всего являются закалочными трещинами.

В-третьихОтличить закалочные трещины от кузнечных трещин или трещин, вызванных другими условиями, можно, наблюдая за поверхностью разрушения детали.

Если поверхность трещины белая, темно-белая или светло-красная (из-за водяной ржавчины во время закаливание водой), можно определить, что это закалочная трещина. Если поверхность трещины темно-коричневая, с равномерным оксидным налетом, это не закалочная трещина; это уже существовавшая трещина, которая образовалась при ковке или прокатке и расширилась при закалке.

Поскольку закалочные трещины образуются ниже Точка MSИх поверхность не может быть окислена.

В-четвертыхВ микроструктуре закалочные трещины разрушаются по границам зерен. Если они возникают не по границам зерен, а внутри зерен, то это усталостные трещины.

В-пятыхЕсли вокруг трещин наблюдается обезуглероживание, то это не закалочная трещина, а трещина, существовавшая до закалки, поскольку закалочные трещины образуются во время закалки, а обезуглероживание не происходит.

В итоге

Проведение металлографического анализа для анализа дефектов - сложный процесс, поскольку отказ детали часто может быть обусловлен множеством причин. Чтобы обеспечить точный анализ дефектов, необходимо провести всестороннее расследование для полного понимания фактов и их анализа с различных точек зрения.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 4

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх