火车轮锻件中常见的缺陷与对策

2018-10-31 16:23:19 zxhcl 24

       火车轮锻件中的缺陷,从性质上分为化学成分、组织性能不合格,第二相析出,类孔隙性缺陷和裂纹五大类。从缺陷的产生方面可分为,在冶炼、出钢、注锭、脱模冷却或热送过程中产生的原材料缺陷及在加热、锻压、锻后冷却和热处理过程中产生的锻件缺陷两大类。

       锻造中,由于锻件截面尺寸大,加热、冷却时,温度的变化和分布不均匀性大,锻压变形时,金属塑性流动差别大,加上钢锭大冶金缺陷多,因而容易形成一些不同于中小型锻造的缺陷。如严重偏析和疏松密集性夹杂物,发达的柱状晶及粗大不均匀结晶,敏感的开裂与白点倾向,晶粒遗传性与回火脆性,组织性能的严重不均匀性,形状尺寸超差等等。

       火车轮锻件中常见的主要缺陷有:偏析。钢中化学成分与杂质分布的不均匀现象,称为偏析。一般将高于平均成分者,称为正偏析,低于平均成分者,称为负偏析。尚有宏观偏析,如区域偏析与微观偏析,如枝晶偏析,晶间偏析之分。

       锻件中的偏析与钢锭偏析密切相关,而钢锭偏析程度又与钢种、锭型、冶炼质量及浇注条件等有关合金元素、杂质含量、钢中气体均加剧偏析的发展。钢锭愈大,浇注温度愈高,浇注速度愈快,偏析程度愈严重。

       区域偏析,它属于宏观偏析,是由钢液在凝固过程中选择结晶,溶解度变化和比重差异引起的。如钢中气体在上浮过程中带动富集杂质的钢液上升的条状轨迹,形成须状^形偏析。顶部先结晶的晶体和高熔点的杂质下沉,仿佛结晶雨下落形成的轴心V形偏析。沉淀于锭底形成负偏析沉积锥。最后凝固上部区域,碳、硫、磷等偏析元素富集,成为缺陷较多的正偏析区。

       防止区域偏析的对策是:

       1.降低钢中硫、磷等偏析元素和气体的含S,如采用炉外精炼,真空碳脱氧(VCI))处理及锭底吹氩工艺。

火车轮锻件

       2.采用多炉合浇、冒口补浇、振动浇注及发热绝热冒口,增强冒口补缩能力等措施。

       3.严格控制注温与注速,采用短粗锭型,改善结晶条件。

       在火车轮锻件横向低倍试片上,呈现与锭铟轮廓相对应的框形特征,亦称框形偏析。

       电渣重熔以其纯净度高、结晶结构合理,成为生产重要大锻件钢坯的方法,但是如果在重熔过程中电流、电压不稳定,则会形成波纹状偏析。当电流、电压增高时,钢液过热,结晶速度减缓,钢液中的溶质元素在结晶前沿偏聚形成富集带;当电流、电压减小时,熔质元素偏聚程度减小,这种周期性的变化,便形成了波纹状的偏析条带。

       区域偏析在横向低倍酸浸试片上呈分散的深色斑点状,称之为点状偏析。

       枝晶偏析。它属于微观偏析。树枝状结晶与晶间微区成分的不均匀性,可能引起组织性能的不均匀分布。采用扫描电镜(SEM)、波谱仪(WDS)、能谱仪(EDS)进行微区观察和成分分析可以检出并阐明原因,一般通过高温扩散加热,锻压合理变形与均匀化热处理可以消除或减轻其不良影响。