단조가 금속 구조, 속성 및 단조의 결함에 미치는 영향

단조가 금속 구조 및 속성에 미치는 영향

단조 생산에서 단조가 필요한 모양과 치수를 충족시킬뿐만 아니라 사용 중에 부품이 요구하는 성능 요구 사항을 충족시켜야합니다. 이러한 요구 사항에는 주로 강도 지표, 가소성 지표, 충격 인성, 피로 강도, 초기 파괴 인성 및 스트레스 내식성이 포함됩니다. 고온에서 작동하는 부품의 경우 고온 순간 인장 강도, 장기 성능, 크리프 저항 및 열 피로 성능과 같은 특성도 중요합니다.

단조에 사용되는 원료는 잉곳, 압연 재료, 압출 재료 및 단조 블랭크를 포함합니다. 압연 재료, 압출 재료 및 단조 블랭크는 압연, 압출 및 단조를 통해 잉곳으로 형성된 반제품입니다. 단조 생산에서 합리적인 공정과 매개 변수를 채택하면 다음과 같은 방법으로 원료의 구조와 특성을 향상시킬 수 있습니다.

(1) 원주 결정을 분해하고, 거시적 분리를 개선하고, 주조 구조를 단조 구조로 변형시키고, 적절한 온도 및 응력 조건에서 내부 기공을 용접하여 재료 밀도를 증가시킵니다.

(2) 단조를 통해 잉곳의 섬유 구조를 형성하고, 압연, 압출 및 다이 단조를 통해 섬유 방향 분포를 더욱 정제한다.

(3) 곡물의 크기와 균일 성 제어.

(4) 제 2 상 (예를 들어, 레데부라이트 강의 합금 카바이드) 의 분포를 개선한다.

(5) 작업 경화 또는 다른 형태의 강화를 통해 구조를 향상시킵니다.

이러한 구조의 개선은 강화 된 가소성, 충격 인성, 피로 강도 및 단조품의 장기 성능을 유도합니다. 부품의 최종 열처리는 경도, 강도 및 가소성의 원하는 조합을 달성하여 포괄적 인 성능 요구 사항을 충족시킵니다.

그러나 원료의 품질이 좋지 않거나 단조 공정이 부적절한 경우 표면 결함, 내부 결함 또는 성능 기준을 충족하지 못하는 등의 단조 결함이 발생할 수 있습니다.

원료가 단조 품질에 미치는 영향

고품질의 원료는 단조의 품질을 보장하기위한 전제 조건입니다. 원료에 결함이있는 경우 단조 공정과 단조의 최종 품질에 영향을 미칩니다.

예를 들어, 원료의 화학 원소가 특정 한계를 초과하거나 과도한 양의 불순물 원소가 있으면 단조품의 형성 및 품질에 상당한 영향을 줄 수 있습니다. 황 (S), 붕소 (B), 구리 (Cu) 및 주석 (Sn) 과 같은 원소는 저융점 상을 형성하는 경향이 있으며, 이는 단조상에서 고온 취성을 유발할 수 있다. 세밀한 강철을 달성하기 위해, 강철의 잔류 알루미늄 함량은 0.02%-0.04% (질량 기준) 과 같은 특정 범위 내에서 제어되어야합니다. 알루미늄 함량이 너무 낮 으면 입자 성장을 제어하지 못하고 종종 단조품에서 불만족스러운 고유 입자 크기를 초래합니다. 알루미늄 함량이 너무 높으면 섬유 구조를 형성하는 조건에서 압력 처리 중에 목재와 같은 또는 눈물 모양의 골절이 발생할 수 있습니다. 유사하게, 오스테나이트 스테인리스강에서, 질소 (N), 실리콘 (Si), 알루미늄 (Al) 및 몰리브덴 (Mo) 이 더 많이 존재할수록, 더 많은 페라이트 상이 형성된다. 단조 및 부품에 자기 특성을 부여하는 동안 줄무늬 균열을 형성하기 쉬운 재료를 만듭니다.

원료에 잔여 파이프 수축, 피하 물집, 심한 탄화물 분리 또는 거친 비금속 함유 물 (슬래그) 이 포함 된 경우 단조가 균열을 일으킬 수 있습니다. 수지상 결정, 심한 다공성, 비금속 내포물, 백색 반점, 산화물 필름, 분리 밴드와 같은 결함, 원료에 포함 된 이물질이 혼합되어 단조품의 성능이 저하 될 수 있습니다. 원료의 균열, 주름, 흉터 및 굵은 그레인 링과 같은 표면 결함은 단조에 표면 균열을 일으킬 수 있습니다.

단조 프로세스가 품질에 미치는 영향

포그잉 공정은 일반적으로 절단, 가열, 성형, 단조 후 냉각, 산세 및 단조 후 열처리 단계를 포함합니다. 공정이 부적절한 경우 일련의 단조 결함이 발생할 수 있습니다.

가열 공정은 노 로딩 온도, 가열 온도, 가열 속도, 유지 시간 및 노 분위기 조성을 포함한다. 과도한 온도 또는 장기간의 가열 시간과 같은 부적절한 가열은 탈탄, 과열 또는 과연소와 같은 결함을 유발할 수 있습니다.

단면 치수가 크고 열전도율이 낮고 가소성이 낮은 재료의 경우 가열 속도가 너무 빠르거나 유지 시간이 너무 짧으면 온도 분포가 고르지 않을 수 있습니다. 열 응력을 유발하고 단조 스톡을 균열시킵니다.

단조 형성 공정은 변형 방법, 변형 정도, 변형 온도, 변형 속도, 응력 상태, 공구 상태 및 윤활 조건을 포함한다. 성형 공정이 부적절하면 거친 입자, 고르지 않은 입자 크기, 다양한 균열, 주름, 가로 흐름, 와류 및 잔류 주조 구조와 같은 결함을 유발할 수 있습니다.

단조 후 냉각 중에 부적절한 공정으로 인해 냉각 균열, 흰색 반점 및 네트워크 탄화물과 같은 결함이 발생할 수 있습니다.

최종 열처리 후 단조 구조가 구조 및 특성에 미치는 영향

오스테나이트 및 페라이트 내열성 스테인레스 스틸, 고온 합금, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 일부 구리 합금 및 티타늄 합금과 같이 가열 및 냉각 중에 다형성 변환이없는 재료의 경우, 단조 중에 형성된 구조적 결함은 열처리에 의해 개선될 수 없다.

구조용 강철 및 마텐셔스 스테인레스 스틸과 같이 가열 및 냉각 중에 다형성 변형을 겪는 재료의 경우, 부적절한 단조 공정 또는 원료의 잔류 결함으로 인한 특정 구조적 결함은 열처리 후 단조의 품질에 상당한 영향을 줄 수 있습니다. 다음은 몇 가지 예입니다.

(1) 단조의 일부 구조적 결함은 단조 후 열처리 동안 개선 될 수 있으며, 최종 열처리 후에도 만족스러운 구조와 특성을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 일반적으로 과열 된 구조용 강철 단조의 거친 곡물 및 Widmanstätten 구조, 그리고 과유 콘크리트 강 및 베어링 강의 부적절한 냉각으로 인한 약간의 네트워크 탄화물.

(2) 단조의 일부 구조적 결함은 정상적인 열처리로 제거하기 어렵고 고온 정상화, 반복 정상화, 저온 분해, 고온 확산 어닐링이 필요합니다. 및 기타 개선 조치.

(3) 단조의 일부 구조적 결함은 일반적인 열처리 공정에 의해 제거 될 수 없으므로 성능이 저하되거나 최종 열처리 단조를 준수하지 않습니다. 예를 들어, 심한 돌과 같은 골절 및면 골절, 오버 연소, 스테인레스 스틸의 페라이트 밴드, 레데 부 라이트 고 합금 공구 스틸의 카바이드 네트워크 및 밴드.

(4) 단조의 일부 구조적 결함은 최종 열처리 중에 추가로 발생할 수 있으며 심지어 균열을 일으킬 수도 있습니다. 예를 들어, 합금 구조 강철 단조의 거친 알갱이는 단조 후 열처리 중에 개선되지 않으면 종종 거친 마르텐사이트 및 탄화, 질화 및 담금질 후 부적합한 특성을 초래합니다. 고속 강철의 거친 줄무늬 탄화물은 종종 담금질 중에 균열을 유발합니다.

다양한 응력 조건과 응력 변형 특성으로 인해 다른 성형 방법은 다른 1 차 결함을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 빌릿을 뒤집는 주요 결함은 측면 표면에 세로 또는 45 ° 각도 균열이 형성되는 것이며, 잉곳 상단은 종종 상단 및 하단 끝에 잔류 캐스트 구조를 남깁니다. 직사각형 단면 빌릿의 신장 중에 주요 결함은 표면의 가로 및 모서리 균열과 내부적으로 대각선 및 가로 균열입니다. 오픈 다이 단조에서 주요 결함은 언더필, 폴딩,그리고 잘못된 정렬.

다양한 조성 및 구조로 인해 다양한 유형의 재료는 가열, 단조 및 냉각 중에 다른 구조적 변화 및 기계적 행동을 나타냅니다. 따라서 부적절한 단조 공정으로 인해 특정 결함이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, ledeburite 고 합금 공구 강철 단조의 주요 결함은 거친 탄화물 입자, 고르지 않은 분포 및 균열입니다. 고온 합금 단조에서는 거친 곡물과 균열입니다. 오스테 나이트 스테인레스 스틸 단조에는 크롬이 고갈 된 과립 내 부식성 감소, 페라이트 밴딩 및 균열이 포함됩니다. 알루미늄 합금 단조품에서 주요 결함은 거친 입자, 접힘, 와류 및 가로 흐름을 포함합니다.