工業(yè)爐加工不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷分析

時(shí)間：2010-11-24

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加熱不當(dāng)所產(chǎn)生的缺陷有由于介質(zhì)影響使坯料外層組織化學(xué)狀態(tài)變化而引起的缺陷，如氧化、脫碳、增碳和滲硫、滲銅等。　　

1.脫碳

　　脫碳是指金屬在高溫下表層的碳被氧化，使得表層的含碳量較內(nèi)部有明顯降低的現(xiàn)象。

　　脫碳層的深度與鋼的成分、爐氣的成分、溫度和在此溫度下的保溫時(shí)間有關(guān)。采用氧化性氣氛加熱易發(fā)生脫碳，高碳鋼易脫碳，含硅量多的鋼也易脫碳。

　　脫碳使零件的強(qiáng)度和疲勞性能下降，磨損抗力減弱。

　　2.增碳

　　經(jīng)油爐加熱的鍛件，常常在表面或部分表面發(fā)生增碳現(xiàn)象。有時(shí)增碳層厚度達(dá)1.5～1.6mm，增碳層的含碳量達(dá)1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右，局部點(diǎn)含碳量甚至超過(guò)2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），出現(xiàn)萊氏體組織。

　　這主要是在油爐加熱的情況下，當(dāng)坯料的位置靠近油爐噴嘴或者就在兩個(gè)噴嘴交叉噴射燃油的區(qū)域內(nèi)時(shí)，由于油和空氣混合得不太好，因而燃燒不*，結(jié)果在坯料的表面形成還原性的滲碳?xì)夥眨瑥亩a(chǎn)生表面增碳的效果。

　　增碳使鍛件的機(jī)械加工性能變壞，切削時(shí)易打刀。

　　3.過(guò)熱

　　過(guò)熱是指金屬坯料的加熱溫度過(guò)高，或在規(guī)定的鍛造與熱處理溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間太長(zhǎng)，或由于熱效應(yīng)使溫升過(guò)高而引起的晶粒粗大現(xiàn)象。

　　碳鋼（亞共析或過(guò)共析鋼）過(guò)熱之后往往出現(xiàn)魏氏組織。馬氏體鋼過(guò)熱之后，往往出現(xiàn)晶內(nèi)織構(gòu)，工模具鋼往往以一次碳化物角狀化為特征判定過(guò)熱組織。鈦合金過(guò)熱后，出現(xiàn)明顯的β相晶界和平直細(xì)長(zhǎng)的魏氏組織。合金鋼過(guò)熱后的斷口會(huì)出現(xiàn)石狀斷口或條狀斷口。過(guò)熱組織，由于晶粒粗大，將引起力學(xué)性能降低，尤其是沖擊韌度。

　　一般過(guò)熱的結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過(guò)正常熱處理（正火、淬火）之后，組織可以改善，性能也隨之恢復(fù)，這種過(guò)熱常被稱之為不穩(wěn)定過(guò)熱;而合金結(jié)構(gòu)鋼的嚴(yán)重過(guò)熱經(jīng)一般的正火（包括高溫正火）、退火或淬火處理后，過(guò)熱組織不能*消除，這種過(guò)熱常被稱之為穩(wěn)定過(guò)熱。

　　4.過(guò)燒

　　過(guò)燒是指金屬坯料的加熱溫度過(guò)高或在高溫加熱區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，爐中的氧及其它氧化性氣體滲透到金屬晶粒間的空隙，并與鐵、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶體，破壞了晶粒間的，使材料的塑性急劇降低。過(guò)燒嚴(yán)重的金屬，撤粗時(shí)輕輕一擊就裂，拔長(zhǎng)時(shí)將在過(guò)燒處出現(xiàn)橫向裂紋。

　　過(guò)燒與過(guò)熱沒(méi)有嚴(yán)格的溫度界線。一般以晶粒出現(xiàn)氧化及熔化為特征來(lái)判斷過(guò)燒。對(duì)碳鋼來(lái)說(shuō)，過(guò)燒時(shí)晶界熔化、嚴(yán)重氧化工模具鋼（高速鋼、Cr12型鋼等）過(guò)燒時(shí)，晶界因熔化而出現(xiàn)魚(yú)骨狀萊氏體。鋁合金過(guò)燒時(shí)出現(xiàn)晶界熔化三角區(qū)和復(fù)熔球等。鍛件過(guò)燒后，往往無(wú)法挽救，只好報(bào)廢。

　　5.加熱裂紋

　　在加熱截面尺寸大的大鋼錠和導(dǎo)熱性差的高合金鋼和高溫合金坯料時(shí)，如果低溫階段加熱速度過(guò)快，則坯料因內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。加之此時(shí)坯料由于溫度低而塑性較差，若熱應(yīng)力的數(shù)值超過(guò)坯料的強(qiáng)度極限，就會(huì)產(chǎn)生由中心向四周呈輻射狀的加熱裂紋，使整個(gè)斷面裂開(kāi)。

　　6.銅脆

　　銅脆在鍛件表面上呈龜裂狀。高倍觀察時(shí)，有淡黃色的銅（或銅的固溶體）沿晶界分布。

　　坯料加熱時(shí)，如爐內(nèi)殘存氧化銅屑，在高溫下氧化鋼還原為自由銅，熔融的鋼原子沿奧氏體晶界擴(kuò)展，削弱了晶粒間的。另外，鋼中含銅量較高[>2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）]時(shí)，如在氧化性氣氛中加熱，在氧化鐵皮下形成富銅層，也引起鋼脆。

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