大型锻造法兰脆性开裂原因分析
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锻造裂纹钢在锻造过程中形成的裂纹是多种多样的,形成原因也各不相同。
主要可分为原材料缺陷引起的锻造裂纹和锻造本身引起锻造裂纹两类。
属于前者的原因有残余缩孔、钢中夹杂物等冶金缺陷;属于后者的原因有加热不当、变形不当及锻后冷却不当、未及时热处理等。
有些情况下裂纹的产生可能同时含有几方面的原因。
锻造变形不当常引起裂纹。
最常见的是变形速度太大,钢的塑性不足以承受形压力而引起的破裂。
这种裂纹往往在锻造开始阶段就发生,并迅速扩展。
应及时采取措施纠正锻造工艺,并切除有裂纹的钢材或报废锻件。
另外一种是低温锻裂,在裂纹处往往有较多的低温相组织。
为避免这种裂纹产生,应使钢在锻造变形过程中不发生相变,要正确掌握和控制终锻温度。
鉴别裂纹形成的原因,应首先了解工艺过程,以便找出裂纹形成的客观条件,其次应当观察裂纹本身的状态,然后再进行必要的有针对性的显微组织分析,微区成分分析。
举例如下:对于产生龟裂的锻件,粗略分析可能是:①由于过烧;②由于易溶金属渗入基体金属(如铜渗人钢中);③应力腐蚀裂纹;④锻件表面严重脱碳。
这可以从工艺过程调查和组织分析中进一步判别。
例如在加热钢以后加热钢料或两者混合加热或钢中含铜量过高时,则有可能是铜脆。
从显微组织上看,铜脆开裂在晶界,除了能找到裂纹外,还能找到亮的铜网,而在单纯过烧的晶界只能找到氧化物。
应力腐蚀开裂是在酸洗后出现,在高倍观察时,裂纹的扩展呈树枝状形态。
锻件严重脱碳时,在试片上可以观察到一层较厚的脱碳层。
裂纹与折叠的鉴别,不仅可以从受力及变形的条件考察,亦可以低倍和高倍组织来区分。
一般裂纹与流线成一定交角,而折叠附近的流线与折叠方向平行,而且对于中、高碳钢来说,折叠表面有氧化脱碳现象。
折叠的尾部一般呈圆角,而裂纹通常是尖的。
具有裂纹的锻件经加热后,裂纹附近有严重的氧化脱碳,冷却裂纹则无此现象。
由缩管残余引起的裂纹通常是粗大而不规则的。
由冷校正及冷切边引起的裂纹,在裂纹的周围有滑移带等冷变形痕迹。
大型锻件中常见的缺陷与对策大全摘要:I.引言- 大型锻件的应用背景- 锻造过程中常见缺陷概述II.大型锻件中的常见缺陷- 锻造裂纹- 夹杂物- 疏松- 偏析- 折叠III.大型锻件缺陷的对策- 针对锻造裂纹的对策- 针对夹杂物的对策- 针对疏松的对策- 针对偏析的对策- 针对折叠的对策IV.结论- 总结大型锻件中常见缺陷及对策- 强调质量控制的重要性正文:I.引言大型锻件广泛应用于航空、航天、能源等各个领域,其质量直接影响着设备的运行安全和可靠性。
在锻造过程中,由于各种原因,锻件中常会出现一些缺陷,如锻造裂纹、夹杂物、疏松、偏析和折叠等。
针对这些缺陷,本文将对大型锻件中的常见缺陷及对策进行探讨。
II.大型锻件中的常见缺陷1.锻造裂纹锻造裂纹是锻件中最常见的缺陷之一,主要由于锻造过程中金属的塑性变形不均匀,内部应力过大而产生。
裂纹可能出现在锻件的表面或内部,对锻件的使用性能产生严重影响。
2.夹杂物夹杂物是指在锻造过程中,金属中混入的氧化物、硅酸盐等非金属杂质。
夹杂物会影响锻件的力学性能和耐腐蚀性能,甚至导致锻件在使用过程中断裂。
3.疏松疏松是指锻件中出现的孔洞或疏松区域,通常由于金属在锻造过程中未完全充填模腔而产生。
疏松会降低锻件的强度和韧性,严重影响锻件的使用性能。
4.偏析偏析是指金属中某些元素或化合物在锻件中分布不均匀的现象。
偏析会导致锻件的性能不均匀,可能出现局部脆弱、疲劳裂纹等问题。
5.折叠折叠是指锻件在锻造过程中产生的折叠状缺陷,通常由于金属在流动过程中受阻或变形不充分而产生。
折叠会降低锻件的强度和韧性,影响锻件的使用性能。
III.大型锻件缺陷的对策1.针对锻造裂纹的对策- 优化锻造工艺,降低金属的内部应力- 严格控制锻造温度,避免过热或过冷- 合理设计模具,确保金属塑性变形均匀2.针对夹杂物的对策- 提高金属原料的质量,减少夹杂物的含量- 采用净化熔炼技术,降低金属中的杂质含量- 合理选择锻造工艺,避免金属氧化和硅酸盐形成3.针对疏松的对策- 提高锻造速度和变形程度,使金属充分充填模腔- 优化模具设计,确保金属流动畅通- 严格控制锻造过程中的润滑剂和冷却剂使用4.针对偏析的对策- 优化金属成分,控制元素含量和分布- 采用均匀化热处理工艺,改善金属的分布状态- 严格控制锻造过程中的温度梯度和冷却速度5.针对折叠的对策- 优化锻造工艺,确保金属流动顺畅- 合理设计模具,避免金属受阻和变形不充分- 严格控制锻造过程中的力度和速度IV.结论大型锻件中的常见缺陷及对策是锻造过程中需要关注的重要问题。
镶块模模体脆性断裂原因分析与预防近几年,某公司接连发生几起锻造镶块模模体脆性断裂损坏的事故。
根据多年企业工作的实践经验,经过对生产过程的每个环节进行分析,影响因素主要应从模锻生产过程中的设备选择、模具设计、坯料加热、模体预热、操作及管理等方面去考虑。
通过采取有效的预防措施,最终减少模体脆性断裂的发生。
1. 模体脆性断裂主要原因(1)设备选择不当由于我国大吨位液压支架发展较快,锻件相应越来越大,模锻锤吨位需求加大,设备选择不当体现在:①设备吨位不足。
生产大锻件时模锻锤吨位偏小,设备超负荷运行,势必增加打击次数,加重了模体负担。
②模体尺寸偏小。
因受小设备工作空间的限制,模体几何尺寸偏小,强度相对较低。
在最后成形打靠阶段,锻件变形量很小,但所需模锻力最大(如图1所示)。
锤的冲击能量有相当大的部分被模体吸收,并在模体的拐角等截面变化较大的部位(如燕尾根部)产生很强的应力集中。
在冲击力的反复作用下此处慢慢产生裂纹,并迅速扩展而断裂。
(2)模具设计不周模具设计尺寸不当。
本案例锻造技术标准一直沿用相关手册的有关规定,对于中小型锻件来说没有问题,对大锻件来说就不太适用生产情况。
如按手册中推荐数据设计飞边仓部高度尺寸显得偏小,毛边在整个成形过程中都被挤在仓部中参与变形,使锻造力成倍增长,模体受力加重,是产生裂纹的重要原因之一。
制坯形状不规范。
生产中所用镶块模都是单模膛终锻成形,自由锻进行制坯。
制坯件外形比较粗放,与终锻模膛外形差异较大,在成形阶段容易过早出现飞边,因此增大了变形力。
(3)坯料加热不足坯料加热温度达不到始锻要求,造成锻件成形的真实流动应力大,从而使锻造力增大。
这主要是由以下几个方面的原因造成:①煤气热值低。
由于煤气质量问题,炉内达不到所需的燃烧温度。
②煤气灰分多。
清洗效果差,灰分含量高,造成煤气管道堵塞,破坏了喷嘴的空气动力效应。
使喷嘴吸风量下降,煤气燃烧不充分,造成温度下降。
③煤气水分大。
因管道短、流速大,清洗时混进煤气中的水分来不及分解,蒸发时带走大量热量,从而使炉温降低。
塔筒法兰开裂分析报告一、问题描述在工程实践中,塔筒法兰开裂问题一直是一个常见的挑战。
塔筒法兰连接是塔筒内外环结构之间的重要连接部件,起到支撑和密封塔筒的作用。
然而,近期在某个工程项目中,发现塔筒法兰出现了开裂现象,给工程的安全运行带来了潜在的风险。
本文针对这一问题进行了详细的分析和研究。
二、现场观察现场观察发现,塔筒法兰开裂主要集中在连接螺栓孔附近,裂纹沿着法兰平面呈放射状分布。
通过目测观察,发现裂纹的最大深度达到了2mm左右,其中部分螺栓孔周围还出现了局部破裂的现象。
在法兰上还存在着一定程度的磨损痕迹,表明裂纹的形成过程中存在一定的摩擦磨损。
三、材料分析通过对开裂法兰进行材料化学成分分析,发现所使用的法兰材料为碳素结构钢。
进一步进行金相分析后发现,法兰材料的组织结构存在明显的析出相。
此外,对材料的硬度进行测试后发现,法兰材料的硬度处于合理范围内。
四、力学分析针对法兰开裂问题进行力学分析是解决问题的关键。
首先,对塔筒装置进行荷载计算和分析,确定了装置的受力情况。
然后,基于受力情况,利用有限元分析软件对塔筒法兰开裂问题进行了模拟计算和分析。
计算结果显示,塔筒法兰存在明显的应力集中现象,尤其是在螺栓孔附近。
应力集中是裂纹形成的主要原因之一。
五、原因分析结合现场观察和力学分析结果,分析认为塔筒法兰开裂的主要原因包括以下几点:1. 设计问题:塔筒法兰的设计可能存在缺陷,未能充分考虑到应力集中问题。
2. 加工质量问题:法兰的加工过程中可能存在一些质量问题,例如不合理的加工工艺导致了应力集中和缺陷的形成。
3. 组装问题:法兰的组装过程中,螺栓预紧力不均匀或不足可能导致了应力集中,并加速了开裂的形成。
4. 环境因素:塔筒的运行环境可能存在一些因素,如温度变化、震动等,这些因素可能对法兰的疲劳寿命产生影响。
六、改进措施针对塔筒法兰开裂的原因,我们提出了以下改进措施:1. 设计优化:优化法兰的设计,采用合理的几何结构和支撑方式,减少应力集中问题。
辊锻法兰开裂的几种情况辊锻法兰是一种常用的连接装置,用于连接管道、阀门和设备。
然而,在使用过程中,有时会出现辊锻法兰开裂的情况,这不仅会影响其正常使用,还可能导致严重的事故。
下面将介绍辊锻法兰开裂的几种情况。
1. 材料质量问题:辊锻法兰的材料通常是碳钢、合金钢或不锈钢等,如果材料质量不合格或存在缺陷,就会导致法兰本身的强度不足或存在内部缺陷,从而容易发生开裂。
此外,如果材料的化学成分不合理,也会引起辊锻法兰的开裂。
2. 制造工艺不当:辊锻法兰的制造过程需要经历多道工序,包括锻造、热处理、机械加工等。
如果在制造过程中存在工艺不当或操作不规范,就会导致内部应力集中、晶粒过大或过小等问题,从而引起开裂。
例如,在锻造过程中,如果温度过高或锻造速度过快,就容易造成辊锻法兰的开裂。
3. 强度计算不合理:辊锻法兰的设计应根据使用条件和工作环境进行强度计算,以确保其能够承受正常工作负荷。
如果强度计算不合理,例如设计时未考虑到工作温度、压力或震动等因素,就会导致辊锻法兰的开裂。
4. 安装不规范:辊锻法兰的安装过程也是容易引起开裂的一个环节。
如果安装时未按照规范进行操作,例如紧固螺栓时力度不均匀、法兰面不平行或安装过程中受到外力冲击等,就会导致辊锻法兰的开裂。
5. 腐蚀和疲劳:长期使用后,辊锻法兰可能会受到腐蚀或疲劳的影响,从而导致开裂。
腐蚀可以使法兰的材料变脆,而疲劳是由于长期受到重复载荷而逐渐累积的损伤,使法兰的强度逐渐降低,最终导致开裂。
为了避免辊锻法兰开裂,需要采取一系列的预防措施。
首先,要选择合格的材料,并进行严格的质量检验;其次,要确保制造工艺规范,并进行必要的热处理和机械加工;此外,在设计、安装和使用过程中,要遵循相关的标准和规范,确保强度计算合理,安装过程规范,并定期进行检测和维护,以及进行防腐蚀和防疲劳处理。
辊锻法兰开裂的几种情况包括材料质量问题、制造工艺不当、强度计算不合理、安装不规范,以及腐蚀和疲劳等。
辊锻法兰开裂的几种情况以辊锻法兰开裂的几种情况为标题,本文将对辊锻法兰开裂的几种情况进行详细介绍。
辊锻法兰是一种常用的连接件,在许多行业中被广泛使用。
然而,由于使用条件和操作不当,辊锻法兰可能会出现开裂的问题。
下面将从材料问题、设计问题和操作问题三个方面来分析辊锻法兰开裂的几种情况。
材料问题是导致辊锻法兰开裂的主要原因之一。
在制造辊锻法兰时,如果所选材料质量不合格或存在杂质,就容易导致开裂。
例如,如果使用的钢材含有过多的硫、磷等有害元素,会使材料的韧性降低,容易在工作过程中出现开裂现象。
此外,材料的冷脆性也是导致辊锻法兰开裂的重要因素。
如果材料的冷脆性高,当工作温度下降时,会引起辊锻法兰的开裂。
设计问题也是导致辊锻法兰开裂的一个重要原因。
辊锻法兰的设计应该考虑到使用环境和工作条件,如果设计不合理,就容易导致开裂。
例如,如果辊锻法兰的壁厚不均匀或过薄,就容易在工作过程中出现开裂。
此外,辊锻法兰的连接方式和结构也会对开裂产生影响。
如果连接方式不牢固或结构设计不合理,会导致辊锻法兰在工作时承受过大的压力,从而引起开裂。
操作问题也是导致辊锻法兰开裂的一大原因。
在使用辊锻法兰时,如果操作不当,容易造成开裂。
例如,如果在安装过程中使用过大的力量或不正确的安装方法,会导致辊锻法兰的应力集中,从而引起开裂。
此外,如果在使用过程中超负荷工作或频繁震动,也会增加辊锻法兰开裂的风险。
导致辊锻法兰开裂的几种情况主要包括材料问题、设计问题和操作问题。
为了避免辊锻法兰的开裂,可以采取以下措施:首先,选用质量合格的材料,并进行材料的化学成分和机械性能检测。
其次,合理设计辊锻法兰的结构和连接方式,确保其能够承受工作条件下的压力。
最后,在操作过程中要注意正确安装和使用辊锻法兰,避免超负荷工作和频繁震动。
通过采取这些措施,可以有效减少辊锻法兰的开裂风险,提高其使用寿命和安全性。
锻造裂纹产⽣的原因及解决⽅法裂纹是锻压⽣产中常见的主要缺陷之⼀,通常是先形成微观裂纹,再扩展成宏观裂纹。
锻造⼯艺过程(包括加热和冷却)中裂纹的产⽣与受⼒情况、变形⾦属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。
锻造⼯艺过程中除了⼯具给予⼯件的作⽤⼒之外,还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应⼒、由温度不均匀引起的热应⼒和由组织转变不同时进⾏⽽产⽣的组织应⼒。
应⼒状态、变形温度和变形速度是裂纹产⽣和扩展的外部条件;⾦属的组织结构是裂纹产⽣和扩展的内部依据。
前者是通过对⾦属组织及对微观机制的影响⽽对裂纹的发⽣和扩展发⽣作⽤的。
全⾯分析裂纹的成因应当综合地进⾏⼒学和组织的分析。
(⼀)形成裂纹的⼒学分析在外⼒作⽤下物体内各点处于⼀定应⼒状态,在不同的⽅位将作⽤不同的正应⼒及切应⼒。
裂纹的形式⼀般有两种:⼀是切断,断裂⾯是平⾏于最⼤切应⼒或最⼤切应变;另⼀种是正断,断裂⾯垂直于最⼤正应⼒或正应变⽅向。
⾄于材料产⽣何种破坏形式,主要取决于应⼒状态,即正应⼒σ与剪应⼒τ之⽐值。
也与材料所能承受的极限变形程度εmax 及γmax有关。
例如,①对于塑性材料的扭转,由于最⼤正应⼒与切应⼒之⽐σ/τ=1是剪断破坏;②对于低塑性材料,由于不能承受⼤的拉应变,扭转时产⽣45°⽅向开裂。
由于断⾯形状突然变化或试件上有尖锐缺⼝,将引起应⼒集中,应⼒的⽐值σ/τ有很⼤变化,例如带缺⼝试件拉伸σ/τ=4,这时多发⽣正断。
下⾯分析不同外⼒引起开裂的情况。
1.由外⼒直接引起的裂纹压⼒加⼯⽣产中,在下列⼀些情况,由外⼒作⽤可能引起裂纹:弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等,现结合⼏个⼯序说明如下。
弯曲件在校正⼯序中(见图3-34)由于⼀侧受拉应⼒常易引起开裂。
例如某⼚锻⾼速钢拉⼑时,⼯具的断⾯是边长相差较⼤的矩形,沿窄边压缩时易产⽣弯曲,当弯曲⽐较严重,随后校正时常常开裂。
镦粗时轴向虽受压应⼒,但与轴线成45°⽅向有最⼤剪应⼒。