Дефекты, вызванные неправильным нагревом, можно разделить на: (1) дефекты, вызванные изменением химического состояния внешнего слоя заготовки из-за влияния среды, такие как окисление, декарбонизация, науглероживание, сульфуризация и медь. науглероживание и др.Дефекты, вызванные аномальными изменениями внутренней организационной структуры, такими как перегрев, перегрев и недогрев.(3) из-за неравномерного распределения температуры в заготовке внутреннее напряжение (например, температурное напряжение, напряжение ткани), вызванное чрезмерным растрескиванием заготовки.Некоторые из этих распространенных дефектов описаны ниже, а остальные можно рассматривать в качестве примеров.
1. Обезуглероживание
Декарбонизация относится к окислению углерода в поверхностном слое металла при высокой температуре, в результате чего содержание углерода в поверхностном слое значительно ниже, чем во внутреннем.
Глубина слоя обезуглероживания зависит от состава стали, состава топочного газа, температуры и времени выдержки при этой температуре.Использование нагрева в окислительной атмосфере легко обезуглероживается, высокоуглеродистая сталь легко обезуглероживается, содержание кремния в стали также легко обезуглероживается.
Обезуглероживание снижает прочность и усталостные характеристики деталей и снижает сопротивление износу.
2. Увеличение углерода
Поковки, нагретые в масляной печи, часто науглероживаются на поверхности или части поверхности.Иногда толщина науглероженного слоя достигает 1,5–1,6 мм, содержание углерода в науглероженном слое составляет до 1% (массовая доля), а содержание углерода в локальных точках даже превышает 2% (массовая доля).
В основном это происходит в случае нагрева масляной печи, когда расположение заготовки рядом с соплом масляной печи или просто в зоне перекрестного впрыска топлива между двумя соплами, масло и воздух плохо смешиваются, поэтому сгорание является неполным, что приводит к образованию восстанавливающей науглероживающей атмосферы на поверхности заготовки, что приводит к эффекту науглероживания поверхности.
Науглероживание ухудшает механические свойства поковки, и при резке легко ударить ножом.
3. Перегрев
Под перегревом понимается явление, при котором металлическая заготовка нагревается до слишком высокой температуры или слишком долго остается в заданном диапазоне температур ковки и термообработки, или размер зерна вызван слишком большим повышением температуры из-за теплового эффекта.
Углеродистая сталь (подэвтектоид или суперэвтектоид) часто перегревается и приобретает структуру Вейсснера.После перегрева мартенситной стали часто появляется внутрикристаллитная текстура, а штамповая сталь обычно характеризуется угловой структурой первичного карбида.После перегрева титанового сплава появились явные границы зерен и прямая тонкая вейподобная структура.Излом легированной стали может проявляться в виде трещины камня или полосы после ее перегрева.Механические свойства перегретой конструкции, особенно ударная вязкость, будут снижены из-за крупного зерна.
После нормальной термообработки (нормализации и закалки) структура перегретой конструкционной стали может быть улучшена, а ее характеристики могут быть восстановлены.Однако серьезный перегрев легированной конструкционной стали не может быть полностью устранен после нормальной нормализации (включая высокотемпературную нормализацию), отжига или закалки, которые часто называют стабильным перегревом.
4. Сгоревшие
Перегорание означает, что температура нагрева металлического тела слишком высока или время пребывания в высокотемпературной зоне нагрева слишком велико, кислород печи и другой окисляющий газ проникают в зазор между зернами металла, а при окислении железа, серы, углерода и других веществ образование эвтектики легкоплавкого оксида, разрушение зерна между контактами, так что пластичность материала резко снижается.Если металл сильно обгорел, при удалении крупинки он треснет от легкого удара, а при вытаскивании металла на обгоревшем месте появятся поперечные трещины.
Нет строгой температурной границы между перегревом и перегревом.В общем, для оценки пережога используются характеристики окисления и плавления зерен.В случае углеродистой стали граница зерен плавится при перегореве, а в случае перегоревшей высококислородной химической штамповой стали (быстрорежущая сталь, профильная сталь Cr12 и т. Д.) Граница зерен выглядит лейтритовой из-за плавления.Зона зернограничного треугольника плавления и сфера переплава возникли при пережоге алюминиевого сплава.После того, как поковка сгорела, ее часто невозможно спасти, поэтому ее приходится утилизировать.
5. Тепловая трещина
При нагреве большого слитка с большим размером сечения и заготовки из высоколегированной стали и жаропрочного сплава с плохой теплопроводностью, если скорость нагрева слишком высока на низкотемпературной стадии, заготовка будет создавать большое тепловое напряжение из-за большой внутренней и внешней разницы температур.Кроме того, из-за низкой температуры и плохой пластичности заготовки, если значение термического напряжения превышает предел прочности заготовки, трещина лучистого нагрева будет образовываться от центра к четырем сторонам, вызывая трещину во всем сечении. .
6. Хрупкость меди.
Медь на поверхности поковки хрупкая.При большом увеличении желтоватая медь (или твердый раствор меди) распределяется по границам зерен.
Если при нагревании заготовки остается остаточный оксид меди в печи, сталь окисляется и восстанавливается до свободной меди при высокой температуре. Атомы расплавленной стали расширяются вдоль границы аустенитного зерна, ослабляя связь между зернами.Кроме того, когда содержание меди в стали относительно высокое [BBB 0,2% (массовая доля)], при нагревании в окислительной атмосфере под коркой из оксида железа образуется обогащенный медью слой, который также вызывает хрупкость стали.