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大型锻件杂性裂纹的有效控制及处理 -(3)
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1
本文章共4777字，分3页，当前第3页，快速翻页：
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3）控制终锻火次及变形量
为修复前步锻造工艺中可能产生的、探伤可见的夹杂性裂纹，要求在普通锻造工艺中，增加对终锻火次和变形量的控制要求。由于锻件内部未完全被夹杂物分隔的裂纹在一定的条件下是可以修复的。具体执行时，可将半成品锻件返炉后，在高温下保温，使锻件内部裂纹处的孔洞被充分填充，然后按压实所需的变形量进行终锻变形及整形，压实内部仍存在的显微孔洞并达到对锻件的尺寸要求。对终锻火次进行控制的另一目的是利用锻件的高温停锻效应，以保证锻件内部晶粒尺寸的均匀一致，避免混晶现象的发生。因为晶粒尺寸的大小可以通过后续热处理进行调节，但混晶则是难于改变的。
5 实际应用效果举例
5.1在锻造工艺中的应用
在84MN水压机上，按上述工艺方法，制订了按一锭一件方式生产ф1620×420mm的管板锻件锻造工艺，并一次投料组织生产了8件管板锻件。经超声探伤检测证实：锻件各种检测指标全部符合“JB3963－85”压力容器锻件超声探伤标准。相对比而言，按原普通锻造工艺生产此类锻件的生产统计结果为探伤缺陷率44.1%、废品率14.7%。
用上述工艺方法，在25MN水压机上，还成功地组织生产了100余吨奥氏体不锈钢管板锻件。此外，某厂用该工艺方法在125MN水压机上，生产了两件超大型方形管板锻件，经检验完全合格。
目前，工厂中对因夹杂性裂纹而报废的大型模块锻件一般用改锻法处理，即将大锻件加热后，切为小锻件重新锻造，基本不会再出现废品。这在实际上也是利用了高温条件下裂纹自修复的原理，但仅作为一种不自觉的应用。为此，我们提出了对报废的大型模块锻件进行成品尺寸不变的重新锻造方法，并进行了生产性试验，结果经重新锻造的大型模块锻件全部合格。
5.2自修复方法的应用
为考察裂纹自修复方法在大型锻件生产中应用的可能性，用生产中经超声探伤检验已报废的大型锻件进行了验证性试验。试验一是用五块报废的大型管板锻件进行，因成品管板锻件的尺寸不能改变，故只能进行高温处理。根据不同管板锻件的材料和尺寸，确定了加热时间、加热温度、保温时间和温度。上述管板锻件经高温处理后的再次探伤检测证实，其中两件探伤缺陷完全消除，锻件质量完全符合国家标准，作为合格锻件出厂；另外两件有明显效果，探伤发现夹杂性裂纹缺陷的范围已由ф900mm减少到ф300mm，且单个缺陷的当量也由ф14mm下降到ф9mm以下，锻件基本合格。某厂采用该方法处理了六根已经报废的轴类锻件，经检测已完全合格出厂。
上面的实际应用说明，裂纹在高温条件下修复的规律不仅具有理论上的意义，而且有着更广泛的实际意义，在锻造生产中利用这种规律，对于提高锻件的内部质量、降低成本、提高成材率，其应用潜力是巨大的。对实际应用中发现损伤的重要或大型结构件，也可进行类似的处理，有较好的应用前景。本文的研究工作仅是个开端，尚有待于深入发展。
6 结论
1）对夹杂性裂纹形成机理的模拟结果表明：在塑性变形过程中，被压扁的塑性夹杂物在基体金属内部产生一个应力、应变集中区。可以将夹杂物被压扁的过程，看作是裂纹尖端钝化了的微裂的扩展过程。
2）对材料内部裂纹自修复现象的研究结果表明：裂纹的修复速度对加热温度有更强的依赖作用，延长保温时间对裂纹自修复有一定的促进作用。在一定的温度和保温时间条件下，微裂纹可以被修复。
3）对已报废的管板、模块和轴类锻件所进行的生产性修复试验的结果表明：大部分大型锻件中的夹杂性裂纹可以通过特定的处理方法来修复。对这种大型锻件乃至大型结构件内部裂纹修复方法和工艺的进一步开发研究是一种具有极大潜力的资源，具有十分显著的经济效益和社会效益。
4）有效控制夹杂性裂纹的大型锻件锻造方法的主要技术特色为：①控制钢锭的预镦粗变形量，以控制夹杂物的形貌并减少夹杂性裂纹的产生；②对锻件成形工序的全过程进行压实、打碎铸态组织和锻件均匀变形的控制，以提高锻件的内部质量；③控制终锻火次的加热及锻造操作，消除可能产生的夹杂性裂纹缺陷；④利用高温停锻效应抑制混晶现象的发生。这种方法在生产中的应用结果表明，该工艺方法可有效地控制大型管板、模块锻件中夹杂性裂纹等锻造缺陷，可大大提高锻件的成品率，具有可观的经济和社会效益，值得大力推广。 ( |
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