軸鍛件鍛造過程中常見的缺陷與對(duì)策
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發(fā)表時(shí)間：2018-10-30 11:29
高溫合金軸鍛件，除了因原材料冶金質(zhì)量不良引起的非金屬夾雜、異金屬夾雜、帶狀組織、分層、碳化物堆積、點(diǎn)狀偏析、殘留縮孔和疏松等缺陷外，由于鍛造工藝不當(dāng)經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷有粗晶。
粗晶是指在鍛件中存在有晶粒粗大或晶粒大小不均勻的組織。它是高溫合金鍛件中***常見的一種缺陷。粗晶使材料的疲勞和持久性能明顯下降。渦輪葉片、渦輪盤等重要零件，對(duì)粗晶均有嚴(yán)格要求。
粗晶產(chǎn)生的主要原因有：變形溫度低于或接近于合金再結(jié)晶溫度；加熱溫度過高，變形程度小（處于臨界變形程度范圍內(nèi)）或變形不均勻，以及合金成分控制不當(dāng)?shù)?。具體介紹如下。
鍛造加熱溫度過高或原始晶粒過大，鍛造時(shí)變形分布不均勻或變形小的部分落入臨界變形范圍；或鍛造溫度過低，形成冷熱混合變形，固溶處理后在軸鍛件體內(nèi)將產(chǎn)生晶粒大小不均勻。防止的對(duì)策是控制好加熱和鍛造溫度；改善坯料形狀，使模鍛時(shí)各斷面變形盡量均勻一致；以及采用原始晶粒度小的坯料等。
軸鍛件鍛造時(shí)如表層金屬變形程度小，落入臨界變形范圍或終鍛時(shí)鍛件表面溫度低于合金的再結(jié)晶溫度，留下加工硬化痕跡，固溶處理后將產(chǎn)生表面粗大晶粒。防止的對(duì)策是將模具預(yù)熱溫度提高到350℃,操作工具預(yù)熱至150℃，采用效果良好的潤(rùn)滑劑，加快操作，防止悶?zāi)Ｊ菇饘俦砻鏈囟燃眲∠陆担?**好整個(gè)模鍛操作時(shí)間不超過10s。
在其它條件正常的情況下如固溶溫度過高將產(chǎn)生鍛件整體粗晶。
當(dāng)合金中存在鈦氮化合物、硼氮化合物等，形成偏析時(shí)，這些化合物偏析都阻礙晶粒長(zhǎng)大，因此，軸鍛件中有這類偏析的部分，具有細(xì)小的晶粒和較高的硬度，沒有這類偏析的部分，晶粒則比較粗大，導(dǎo)致在軸鍛件內(nèi)形成大小不均勻的晶粒。
GH88合金增壓器葉片鍛造時(shí)，當(dāng)鍛造加熱為1070℃,30min和1180℃,45min以及鍛造中不涂潤(rùn)滑劑時(shí)，經(jīng)正常熱處理（1180℃，lh水淬+800℃，16h時(shí)效）后的葉片軸鍛件皆出現(xiàn)不同程度的粗晶。該葉片的原坯料為均勻細(xì)小的晶粒組織。當(dāng)鍛造加熱為1070℃,30min時(shí)，葉片的表層溫度低，發(fā)生了不均勻變形，表層金屬處于臨界變形程度范圍內(nèi)，熱處坪后導(dǎo)致葉片產(chǎn)生粗晶」而當(dāng)鍛造加熱為45min時(shí)，由于臨界變形，處于葉背的表層金屬在高溫下發(fā)生了聚集再結(jié)晶，因此形成了粗晶。當(dāng)葉片模鍛時(shí)不涂潤(rùn)滑劑，由于表層摩擦力大，使葉片發(fā)生了不均勻變形，在葉身內(nèi)必然有某一部位處于臨界變形，導(dǎo)致出現(xiàn)粗晶。當(dāng)選用適當(dāng)?shù)募訜嵋?guī)范（1130℃,30min）和改善潤(rùn)滑條件后，葉片基本上不再出現(xiàn)粗晶。
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