锻件形成裂纹的组织分析

2019-07-11 00:00:00 6

        对裂纹的成因进行组织分析,有助于了解形成裂纹的内在原因,也是进行裂纹鉴别的客观依据。从大量的锻件裂纹实例分析和重复试验中可以观察到,金属材料的组织和性能是否均匀,对裂纹有重要影响。

        1.对组织和性能比较均匀的材料

        锻造过程中,首先在应力最大,先满足塑性条件的地方发生塑性变形。在变形过程 中位错沿滑移面运动,遇着障碍物,便会堆塞,并产生足够大的应力而产生裂纹,或由于位错的交互作用形成空穴、微裂,并进一步发展成宏观的裂纹。这主要锻件产生在变形温度较低(低于再结晶温度),或变形程度过大、变形速度过快的情况。这种裂纹常常是穿晶或穿晶和沿晶混合的,MB2镁合金在低于再结晶温度下变形时产生穿晶裂纹。但是由于高温下原子具有较高的扩散速度,有利于位错的攀移,加速了恢复和再结晶,使变形过程 中已经产生的微裂纹比较容易修复,在变形温度适宜、变形速度较慢的情况下,可以不发展为宏观的裂纹。

起重机车轮|锻造车轮|轨道轮|行车轮|车轮锻件

        2. 对组织和性能不均匀的材料

        对组织和性能不均匀的材料,裂纹通常在晶界和某些相界面发生。这是因为锻造变形通常是在金属的等强温度以上进行的。晶界的变形较大,而金属的晶界往往是冶金缺陷、第二相和非金属夹杂比较集中的地方。在高温下某些材料晶界上的低熔点物质发生熔化,严重降低材料的塑性;同时,在高温下周围介质中的某些元素(硫、铜等)沿晶界向金属内扩散,引起锻件晶界上第二相的非正常出现和晶界的弱化;另外,基体金属与某些相的界面由于两相在力学性能和理化性能上的差异结合力较弱。

        锻造所用的原材料通常是不均匀的。因此,高温锻造变形时裂纹主要沿晶界或相界发生和发展。