1. Langsgående revner
Revnerne er aksiale og tynde og lange i form. Når formen er fuldstændig bratkølet, det vil sige centerløs bratkøling, omdannes kernen til bratkølet martensit med det største specifikke volumen, hvilket genererer tangentiel trækspænding. Jo højere kulstofindholdet i formstålet er, jo større er den tangentielle trækspænding, der genereres. Når trækspændingen Når stålets styrkegrænse overskrides, vil der dannes langsgående revner. Følgende faktorer forstærker forekomsten af langsgående revner: (1) Stålet indeholder en stor mængde lavsmeltende skadelige urenheder såsom S, P, Sb, Bi, Pb, Sn, As osv., og stålbarren er stærkt adskilt i længderetningen langs rulleretningen under rulning. , er det let at få spændingskoncentrationen til at danne langsgående bratningsrevner, eller de langsgående revner, der dannes ved hurtig afkøling af råmaterialet efter valsning, bliver ikke behandlet og tilbageholdt i produktet, hvilket får de endelige bratningsrevner til at udvide sig og danne langsgående revner; (2) Støbeformens størrelse er inden for stålets slukningsrevnefølsomme størrelsesområde. Der vil sandsynligvis dannes langsgående revner, når det bratkølende kølemedium vælges (den farlige størrelse for bratkøling af revner er 8-15mm for kulstofværktøjsstål og 25-40mm for mellem- og lavlegeret stål), eller når den valgte bratkøling kølemediet overstiger i høj grad stålets kritiske bratkølingshastighed.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Inspicer råmaterialerne strengt, når de kommer ind på lageret, og sæt ikke stålprodukter med indhold af skadelige urenheder i produktion; (2) Prøv at bruge vakuumsmeltning, raffinering uden for ovnen eller elektroslaggeomsmeltning af formstål; (3) Forbedre varmebehandlingsprocessen og bruge vakuumopvarmning, opvarmning af beskyttende atmosfære og tilstrækkelig deoxidationssaltbadopvarmning og graderet bratkøling og isotermisk bratkøling; (4) ændring af utilsigtet bratkøling til forsætlig bratkøling, det vil sige ufuldstændig bratkøling, opnåelse af en stærk og sej nedre bainitstruktur og andre foranstaltninger, der kraftigt reducerer trækstyrkespændingen, hvilket effektivt kan undgå langsgående revner og bratkølende forvrængning af formen.
2. Tværrevner
Revneegenskaberne er vinkelrette på den aksiale retning. I uhærdede forme er der en stor trækspændingstop i overgangen mellem den hærdede zone og den uhærdede zone. Når en stor form hurtigt afkøles, dannes der let en stor trækspændingstop. Fordi den dannede aksiale spænding er større end den tangentielle spænding, hvilket resulterer i sidespænding. sprække. S, P. i smedemodulet. Lateral adskillelse af skadelige urenheder med lave smeltepunkter såsom Sb, Bi, Pb, Sn, As osv. eller tværgående mikroskopiske revner i modulet, som udvider sig til at danne tværgående revner efter bratkøling.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Modulet skal være rimeligt smedet. Forholdet mellem råvarelængde og diameter, det vil sige smedningsforholdet, er fortrinsvis mellem 2 og 3. Dobbelt korsformet retningsændringssmedning bruges til smedning, og det smedes med fem opkastning, fem tegninger og flere brande at lave stålet i midten. Karbiderne og urenhederne er fine og små, jævnt fordelt i stålmatrixen, og smedningsfiberstrukturen er fordelt ikke-retningsbestemt omkring hulrummet, hvilket i høj grad forbedrer modulets tværgående mekaniske egenskaber og reducerer og eliminerer spændingskilder; (2) Vælg den ideelle kølehastighed og kølemedium: Hurtig afkøling over stålets Ms-punkt, større end stålets kritiske bratkølingshastighed, spændingen genereret af den superkølede austenit i stålet er termisk spænding, overfladelaget er trykspænding, og det indre lag er trækspænding, udligner hinanden, effektivt forhindrer termisk spænding Revner dannes og langsomt afkøles mellem Ms-Mf af stålet, hvilket i høj grad reducerer den organisatoriske spænding ved dannelse af bratkølet martensit. Når summen af termisk spænding og tilsvarende spænding i stålet er positiv (trækspænding), er det let at bratkøle og revne. Når den er negativ, er den ikke let at slukke og knække. Ved at gøre fuld brug af termisk spænding, reducere faseændringsspænding og kontrollere summen af spændinger til at være negative kan effektivt undgå forekomsten af tværgående slukningsrevner. CL-1 organisk bratkølingsmedium er et ideelt bratkølingsmiddel, som kan reducere og undgå forvrængning af bratkølingsformen og kontrollere den rimelige fordeling af det hærdede lag. Ved at justere de forskellige koncentrationsforhold af CL-1 bratkølingsmiddel kan forskellige kølehastigheder opnås, og den nødvendige fordeling af hærdede lag kan opnås for at imødekomme behovene for forskellige formstål.
3. Buerevner
Det opstår ofte ved pludselige formændringer såsom formhjørner, indhak, huller og ledningsblink. Dette skyldes, at den spænding, der genereres ved kanterne og hjørnerne under bratkøling, er 10 gange den gennemsnitlige belastning på den glatte overflade. Derudover (1) jo højere kulstofindhold (C) og indhold af legeringselementer i stålet, jo lavere er Ms-punktet for stålet. Hvis Ms-punktet falder med 2 grader, vil tendensen til slukningsrevner stige med 1,2 gange. Hvis Ms-punktet falder med 8 grader, vil tendensen til slukningsrevner stige. Tendensen øges med 8 gange; (2) Omdannelsen af forskellige strukturer i stål og omdannelsen af den samme struktur er ikke samtidige. På grund af den specifikke tolerance af forskellige strukturer forårsages enorme strukturelle spændinger, hvilket resulterer i dannelsen af bueformede revner ved krydset mellem strukturerne; (3) Manglende reaktion i tide efter slukning af brand, eller utilstrækkelig anløbning, den tilbageholdte austenit i stålet transformeres ikke fuldstændigt og forbliver i driftstilstand, hvilket fremmer spændingsomfordeling, eller den tilbageholdte austenit gennemgår martensitisk transformation for at generere ny indre spænding, når formen er i drift. Når den omfattende spænding er større end stålets styrkegrænse, vil der dannes bueformede revner; (4) Det har den anden type tempereret skørt stål. Efter bratkøling tempereres det ved høj temperatur og afkøles langsomt, hvilket forårsager, at skadelige urenhedsforbindelser såsom P og s i stålet udfældes langs korngrænserne, hvilket i høj grad reducerer korngrænsens bindekraft og stærk sejhed øger skørheden og danner bue- formede revner under påvirkning af ydre kræfter under service.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Forbedre designet, forsøg at gøre formen så symmetrisk som muligt, reducer formmutationer, tilføj proceshuller og forstærkningsribber, eller brug kombineret samling; (2) Udskift rette vinkler og skarpe kanter med afrundede hjørner, udskift blinde huller med gennemgående huller, og forbedre behandlingsnøjagtighed og overfladefinish reducerer kilder til stresskoncentration. Generelt er hårdhedskravene ikke høje for uundgåelige rette vinkler, skarpe kanter, blinde huller osv. Jerntråd, asbestreb, ildfast mudder osv. kan bruges til indpakning eller fyldning for at skabe kunstige kølebarrierer. Lad det afkøles og bratkøles langsomt for at undgå stresskoncentration og forhindre dannelsen af bueformede revner under bratkøling; (3) Det bratkølede stål skal hærdes i tide for at eliminere en del af den interne spænding ved bratkøling og forhindre bratkølingsspændingen i at udvide sig; (4) Anløbning i længere tid kan forbedre formmodstanden. Brudsejhedsværdi; (5) Fuld temperering for at opnå stabil mikrostruktur og egenskaber; (6) Multipel temperering for fuldt ud at transformere den tilbageholdte austenit og eliminere ny stress; (7) Rimelig hærdning for at forbedre træthedsbestandigheden af ståldele og omfattende mekaniske egenskaber. Mekaniske egenskaber; (8) For støbestål med type II-tempereringsskørhed bør det afkøles hurtigt (vandkøling eller oliekøling) efter højtemperatur-anløbning, hvilket kan eliminere type II-tempereringsskørhed og forhindre og undgå dannelse af buerevner under bratkøling.
4. Afskalning af revner
Når formen er i brug, under påvirkning af stress, skaller det afkølede hærdede lag af fra stålmatrixen stykke for stykke. Fordi de specifikke volumener af overfladevævet og støbeformens kernevæv er forskellige, dannes aksiale og tangentielle bratkølingsspændinger på overfladen under bratkøling, og trækspænding genereres i radial retning, som pludselig ændrer sig til indersiden. Afskalningsrevner opstår i snævre områder, hvor intervallet af hurtige spændingsændringer er snævert, hvilket ofte forekommer i Under afkølingsprocessen af den overfladekemiske varmebehandlingsstøbeform, foregår den slukningsmartensitiske udvidelse af det indre og ydre lag ikke samtidig pga. til synkroniciteten mellem den kemiske modifikation af overfladelaget og fasetransformationen af stålmatrixen, hvilket resulterer i en stor fasetransformationsspænding, hvilket får det kemisk behandlede infiltrationslag til at adskilles fra matrixstrukturen. Strip. Såsom flammeoverfladehærdende lag, højfrekvent overfladehærdende lag, karburerende lag, carbonitreringslag, nitreringslag, boroniseringslag, metalliseringslag osv. Det er ikke tilrådeligt at temperere hurtigt efter bratkøling af det kemisk permeable lag, især hvis lavtemperaturtempereringen opvarmes til under 300~C og opvarmes hurtigt, vil det forårsage dannelse af trækspænding i overfladelaget, mens kernen af stålmatrixen og overgangslaget vil danne trykspænding. Når trækspændingen er større end trykspændingen, vil det medføre Det kemisk gennemtrængte lag blev trukket fra hinanden og pillet af.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Koncentrationen og hårdheden af det kemisk infiltrerede lag af formstål bør gradvist reduceres fra overfladen til indersiden for at øge bindingskraften mellem det kemisk infiltrerede lag og matrixen. Diffusionsbehandling efter infiltration kan gøre overgangen mellem det kemisk infiltrerede lag og matrixen ensartet; (2) Skimmelsvamp Før kemisk behandling af stål udføres diffusionsglødning, sfæroidiserende udglødning og bratkøling og temperering for fuldt ud at forfine den originale struktur, hvilket effektivt kan forhindre og undgå forekomsten af afskalningsrevner og sikre produktkvaliteten.
5. Netværksrevner
Revnernes dybde er lav, generelt omkring 0.01-1.5 mm dybe, udstrålende, også kendt som revner. Hovedårsagerne er: (1) Råmaterialet har et dybt afkarbureringslag, der ikke fjernes ved koldskæring, eller den færdige form opvarmes i en ovn med oxiderende atmosfære for at forårsage oxidativ afkulning; (2) Metalstrukturen af det afkullede overfladelag af formen er forskellig fra martensitten i stålmatrixen. Forskellige kulstofindhold og forskellige specifikke volumener producerer store trækspændinger, når det afkullede overfladelag af stål bratkøles. Derfor trækkes overflademetallet ofte ind i et netværk langs korngrænserne; (3) Råmaterialet er grovkornet stål, og den oprindelige struktur er groft. Der er store stykker ferrit, som ikke kan elimineres ved konventionel bratkøling og forbliver i den bratkølede struktur, eller temperaturkontrollen er unøjagtig, instrumentet svigter, strukturen overophedes eller endda overbrændes, kornene bliver grove, korngrænsebindingskraften er tabt, og formen slukkes og afkøles. Når stålkarbiderne udfældes langs austenitkorngrænserne, reduceres styrken af korngrænserne kraftigt, sejheden er ringe, og skørheden er høj. Under påvirkning af trækspænding vil stålet revne i en netværksform langs korngrænserne.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Streng den kemiske sammensætning af råvarer. Metallografisk struktur og fejldetektionsinspektion, ukvalificerede råmaterialer og grovkornet stål er ikke egnede som formmaterialer; (2) Brug finkornet stål og vakuum-elektrisk ovnstål, kontroller dybden af det afkullede lag af råmaterialet, før det sættes i produktion, og koldskæringsbearbejdningsgodtgørelsen skal være større end det afkullede lag. Carbon lag dybde; (3) Udvikl en avanceret og rimelig varmebehandlingsproces, brug mikrocomputer temperaturkontrolinstrumenter, kontrolnøjagtigheden når 1,5 grader, og kalibrer regelmæssigt instrumenterne på stedet; (4) Brug vakuumelektriske ovne, ovne med beskyttende atmosfære og fuldt deoxiderede salte til slutbehandling af støbeformprodukter. Badeovnsvarmeformprodukter og andre foranstaltninger kan effektivt forhindre og undgå dannelsen af netværksrevner.
billede
6. Kuldebehandlingsrevner
De fleste formstål er legeret stål med medium og højt kulstofindhold. Efter bratkøling er der stadig noget underafkølet austenit, som ikke er blevet omdannet til martensit og forbliver i brugstilstanden som tilbageholdt austenit, hvilket påvirker ydeevnen. Hvis det placeres under nul og fortsætter med at afkøle, kan det fremme martensitisk omdannelse af den tilbageholdte austenit. Derfor er essensen af kuldebehandling at fortsætte med at slukke. Slukningsspændingen ved stuetemperatur og slukningsspændingen ved nul er overlejret. Når superpositionsspændingen overstiger materialets styrkegrænse, vil der dannes koldbehandlingsrevner.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Anbring formen i kogende vand i 30-60 minutter før koldbehandling efter bratkøling, hvilket kan eliminere 15%-25% af den bratkølende indre spænding og stabilisere den tilbageholdte austenit, og udfør derefter konventionel kuldebehandling ved -60 grader, eller udfør -120 graders kryogen behandling, jo lavere temperatur, jo mere tilbageholdt austenit vil blive omdannet til martensit, men det er umuligt at fuldføre transformationen. Eksperimenter viser, at omkring 2 %-5 % af den tilbageholdte austenit forbliver, og den kan tilbageholdes efter behov. En lille mængde tilbageholdt austenit kan slappe af stress og spille en bufferrolle. Fordi den tilbageholdte austenit er blød og sej, kan den delvist absorbere den skarpe ekspansionsenergi af martensit og lette fasetransformationsspændingen; (2) Efter koldbehandlingen skal du tage formen ud og sætte den i varmen. Opvarmning i vand kan eliminere 40 %-60 % af koldbehandlingsbelastningen. Efter opvarmning til stuetemperatur skal det hærdes i tide for yderligere at eliminere koldbehandlingsspændingen, undgå dannelse af koldbehandlingsrevner, opnå stabile organisatoriske egenskaber og sikre, at formproduktet ikke bliver forvrænget under opbevaring og brug.
7. Slibning af revner
Det opstår ofte under koldslibning af den færdige form efter bratkøling og temperering. De fleste af de dannede mikrorevner er vinkelrette på sliberetningen og er ca. {{0}}.05-1,0 mm dybe. (1) Ukorrekt forbehandling af råmaterialer, manglende fuldstændig eliminering af blok-, netværks- og båndcarbider i råmaterialer og alvorlig afkulning; (2) Den endelige bratkølende opvarmningstemperatur er for høj, overophedning forekommer, kornene er grove, og flere rester dannes Austenit; (3) Stress-induceret fasetransformation sker under formaling, hvilket får den resterende austenit til at omdanne til martensit. Den strukturelle spænding er stor, og på grund af utilstrækkelig hærdning forbliver der mere resterende trækspænding, hvilket er uforeneligt med slibningsprocessen. Overlejringen af spændinger i skærestrukturen eller på grund af høj slibehastighed, stor tilførselsmængde og forkert afkøling får slibevarmen på metaloverfladen til at stige kraftigt til bratkølingsvarmetemperaturen, hvorefter slibevæsken afkøles, hvilket resulterer i sekundær bratkøling af slibefladen og forskellige spændinger. Sammenfattende, hvis materialets styrkegrænse overskrides, vil der opstå slibende revner i overflademetallet.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Modificer råmaterialet og udfør flere dobbeltkrydsformede opkastnings- og smedningsprocesser. Efter fire opkastning og fire tegninger fordeles den smedede fiberstruktur symmetrisk i en bølgeform rundt om hulrummet eller aksen, og den højtemperatur-overskudsvarme fra den sidste brand anvendes. Slukning, efterfulgt af højtemperatur-tempering, kan fuldstændigt eliminere massive, retikulære, bånd- og kædecarbider og forfine karbiderne til 2-3-niveauer; (2) Udvikle en avanceret varmebehandlingsproces for at kontrollere den endelige quenching-rester. Stenitindholdet overstiger ikke standarden; (3) Temperer i tide efter bratkøling for at eliminere bratkølingsspænding; (4) Reducer slibehastigheden, slibemængden og slibeafkølingshastigheden passende, hvilket effektivt kan forhindre og undgå dannelsen af sliberevner.
8. Trådskære revner
Denne revne opstår under online skæreprocessen af det bratkølede og hærdede modul. Denne proces ændrer spændingsfeltfordelingstilstanden af metaloverfladelaget, mellemlaget og kernen. Den slukkende indre spænding mister balancen og deformeres, og der opstår en stor trækspænding i et bestemt område. , når denne trækspænding formmaterialets styrkegrænse, hvilket får det til at eksplodere. Revnen er en buehaleformet stiv metamorf lagrevne. Eksperimenter viser, at trådskæringsprocessen er en proces med lokal højtemperaturafladning og hurtig afkøling, som får metaloverfladen til at danne et størknet lag af dendritisk støbt struktur, hvilket frembringer en trækspænding på 600-900MPa og en høj- stress sekundært slukningshvidt lag omkring 0,03 mm tykt. Årsager til revner: (1) Der er alvorlig karbidadskillelse i råmaterialerne; (2) Instrumentfejl, bratkølingsvarmetemperaturen er for høj, og kornene er grove, hvilket reducerer materialets styrke og sejhed og øger skørheden; (3) Det bratkølede emne er ikke hærdet og hærdet i tide. Utilstrækkelig brand, overdreven resterende indre spænding og overlejring af ny indre spænding dannet under ledningsskæringsprocessen fører til ledningsskærerevner.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Streng inspektion af råvarer før opbevaring for at sikre, at den strukturelle sammensætning af råvarerne er kvalificeret. Ukvalificerede råvarer skal smedes for at bryde karbiderne, så den kemiske sammensætning, metallografiske struktur osv. opfylder de tekniske betingelser, inden de sættes i produktion. Før modulets varmebehandling skal det færdige produkt efterlades med en vis mængde formaling og derefter bratkøles. Anløbning og ledningsskæring; (2) Kontroller instrumentet, før det går ind i ovnen, brug mikrocomputerens temperaturkontrol, temperaturkontrolnøjagtigheden er 1,5 grader, vakuumovn, ovnopvarmning med beskyttende atmosfære, forhindre strengt overophedning og oxidativ afkulning; (3) Brug graderet bratkøling, isotermisk bratkøling og temperering i tide efter bratkøling og flere tempereringer kan fuldstændigt eliminere indre belastninger og skabe betingelser for trådskæring; (4) Udvikle en videnskabelig og rimelig trådskæringsproces.
9. Træthedsbrud
Mikroskopiske træthedsrevner dannet under den gentagne påvirkning af vekslende spænding under formservice udvides langsomt, hvilket fører til pludselige træthedsbrud. (1) Råmaterialerne har hårlinjer, selvspidser, porer, løshed, ikke-metalliske indeslutninger, alvorlig adskillelse af karbider, båndede strukturer og massive fri ferrit metallurgiske strukturelle defekter, som ødelægger kontinuiteten af matrixstrukturen og danner ujævn stress koncentrationer. . 112 fjernes ikke fra stålbarren, hvilket resulterer i dannelse af hvide pletter under valsning. Der er skadelige urenheder som Sb, Bi, Pb, Sn, As, S og P i stål. P i stål kan nemt give kold skørhed, mens s nemt kan give varm skørhed. For store S- og P-skadelige urenheder kan nemt danne træthedskilder; (2) Det kemiske gennemtrængningslag er for tykt, koncentrationen er for høj, gennemtrængningslaget er for lavt, hærdningslaget er for lavt, og hårdheden af overgangszonen er lav osv., hvilket kan føre til en skarp reduktion i materialets træthedsstyrke; (3) Når formoverfladen er ru, præcisionen er lav, finishen er dårlig, og knivmærker, bogstaver, ridser, stød, korrosionsgruber osv. kan også nemt forårsage stresskoncentration og føre til udmattelsesbrud.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Udvælg materialer strengt for at sikre kvalitet og kontroller indholdet af urenheder med lavt smeltepunkt, såsom Pb, As, Sn og S, P ikke-metalliske urenheder, så det ikke overstiger standarden; (2) Udfør materialeinspektion før produktion, og ukvalificerede råmaterialer vil ikke blive sat i produktion; (3) ) Vælg materialer med høj renhed, få urenheder, ensartet kemisk sammensætning og fine korn. Elektroslagg omsmeltet raffineret stål med egenskaber af små karbider, gode isotrope egenskaber og høj udmattelsesstyrke er skubblæst og forstærket på overfladen af formoverfladen, og overfladens kemiske permeationslag modificeres og forstærkes for at gøre metaloverfladen forspændt og offset formen. Trækspændingen, der genereres under brug, forbedrer udmattelsesstyrken af formoverfladen; (4) forbedrer behandlingsnøjagtigheden og glatheden af formoverfladen; (5) forbedrer de strukturelle egenskaber af det kemisk permeable lag og det hærdede lag; (6) bruger en mikrocomputer til at kontrollere tykkelsen af det kemisk permeable lag, koncentration og hærdet lagtykkelse.
10. Spændingskorrosionsrevner
Denne revne opstår ofte under brug. Metalformen revner på grund af kemisk reaktion eller elektrokemisk reaktionsproces, som forårsager skade og korrosion fra overfladen til den indre struktur. Dette er spændingskorrosionsrevner. På grund af de forskellige strukturer af formstål efter varmebehandling er korrosionsbestandighedsegenskaberne også forskellige. Den mest korrosionsbestandige struktur er austenit (A), den mest korrosionsbestandige struktur er troostit (T), og rækkefølgen er ferrit (F) - martensit (M) - perlit (P) - sorbit ( S). Derfor er det ikke egnet at opnå T-gruppe ved varmebehandling af formstål.
Væve. Selvom det bratkølede stål er blevet hærdet, på grund af utilstrækkelig anløbning, eksisterer den bratkølende indre spænding stadig mere eller mindre. Ny stress vil også blive genereret under påvirkning af eksterne kræfter, når formen er i drift. Når der er stress i metalformen, vil der være stress. Der opstår korrosionsrevner.
Forebyggende foranstaltninger: (1) Efter bratkøling skal formstål hærdes i tide, fuldt hærdet og hærdet flere gange for at eliminere den interne belastning ved bratkøling; (2) Efter bratkøling bør formstål generelt ikke hærdes ved 350-400~C på grund af T-strukturen. Det forekommer ofte ved denne temperatur, og formen med T-struktur bør genbehandles. Formen skal være rustsikret for at forbedre korrosionsbestandigheden; (3) Lavtemperaturforvarmning bør udføres, før varmarbejdsformen tages i brug, og lavtemperaturforvarmning bør udføres, efter at koldarbejdsformen har været i drift i en periode. Tempering for at eliminere stress kan ikke kun forhindre og undgå forekomsten af spændingskorrosionsrevner, men også i høj grad øge støbeformens levetid. Den slår to fluer med ét smæk og har betydelige tekniske og økonomiske fordele.
