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引起大型鍛件斷裂的因素

發(fā)布時間:2016-01-16 點擊數(shù):2108

                                                      引起大型鍛件斷裂的因素
   
 
  鋼中的氫


  鋼中的氫是不可避免的,本世紀上半葉,在大型鍛件產品中,由氫引起的發(fā)裂仍將是一個大的問題。小型輥子可以通過鍛后處理避免問題的產生,簡單的方法是鍛后緩冷。大型鍛件,只緩冷使氫擴散不夠也不經濟,應通過擴氫退火,使氫擴散出去。


  要解決這個問題,鋼廠必須按標準除氣,對大型鑄鍛件而言,鋼水中的氫含量應控制在2ppm,或者更低。盡管如此,發(fā)裂不可能完全解決,發(fā)裂是一個相當復雜的問題。例如,現(xiàn)代鋼廠冶煉的高純凈鋼,鋼中硫化物和氧化物含量很低,同時減少了材料內部氫聚集區(qū)域,但個別區(qū)域出現(xiàn)高的氫聚集區(qū),這種情況更不可取。


  按照常規(guī),2ppm的氫含量應該相當安全,但是必須避免氫的不均勻分布,切記內部應力在發(fā)裂過程中可能起了決定性的作用。


  氫的擴散


  材料里面的氫必須除去,以免引起材料脆性或出現(xiàn)滯后斷裂。這點好的證據(jù)是沖擊實驗,沒有氫脆影響的沖擊試樣,可以經受高速沖擊載荷(Smialowski,1962年)。


  發(fā)裂的潛伏期取決于氫在室溫的擴散;一旦發(fā)裂開始形成,氫擴散到裂紋前緣,使裂紋迅速擴展。氫在鋼鐵中擴散的數(shù)據(jù)因此而變的相當重要。由于測量上的困難,使這些數(shù)據(jù)的測定存在許多不確定因素,特別是在低溫;六十年代的資料顯示,第二位的影響因素主要是顯微組織和合金元素,擴散速度在三個數(shù)量級范圍內變化,近出版的手冊顯示氫在室溫的擴散系數(shù)在七個數(shù)量級范圍內變化。晚出版的資料提出,在250C氫在鋼鐵中的擴散系數(shù)為10-5-10-12cm2/s的范圍內變化。


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