鍛壓中防止裂紋產(chǎn)生的對(duì)策
防止裂紋產(chǎn)生的對(duì)策
(1)提高靜水壓力的數(shù)值
由前面分析可以看出,裂紋的產(chǎn)生與受力情況和材料的塑性有關(guān),塑性是材料的一種狀態(tài),它不僅取決于變形物體的組織結(jié)構(gòu),而且還取決于變形的外部條件(包括應(yīng)力狀態(tài)、變形溫度和變形速度)。應(yīng)力狀態(tài)的影響在有些文獻(xiàn)中用靜水壓力來(lái)衡量,當(dāng)溫度和應(yīng)變速度一定時(shí),由拉應(yīng)力引起開(kāi)裂的條件為cσ≌a-bp+cε
由切應(yīng)力引起開(kāi)裂的條件為Cτ≌A-Bp+Cε式中P——靜水壓力,即三個(gè)主應(yīng)力的平均值,拉為正,壓為負(fù);
ε——等效應(yīng)變,代表加工硬化;la、b、c、A、B、C——系數(shù)。
三向等壓應(yīng)力不僅不會(huì)使裂紋擴(kuò)展,既使變形中存在微小的未被氧化的裂紋,在高的三向壓應(yīng)力作用下,也是可以鍛合的。對(duì)于低塑性材料采用反推力擠壓及帶套激粗都是用增加靜水壓力的數(shù)值來(lái)防止開(kāi)裂。擠壓和拔長(zhǎng)時(shí)減少附加拉應(yīng)力,是防止開(kāi)裂的非常有效措施(例如靜液擠壓)。
(2)嚴(yán)格控制變形溫度
變形溫度對(duì)材料的塑性有重要影響,溫度低,冷變形硬化嚴(yán)重,塑性下降;溫度過(guò)高,易過(guò)熱、過(guò)燒。鎂合金等密排六方晶格的金屬材料在常溫下僅有一組滑移面(即基面),溫度超過(guò)200℃以后才增加新的滑移面,因此,應(yīng)當(dāng)保證在變形過(guò)程中,能夠充分地進(jìn)行再結(jié)晶,并盡可能在單相的狀態(tài)下變形。“
(3)采用合適的應(yīng)變速度
應(yīng)變速度對(duì)于低塑性材料有很大的影響,應(yīng)根據(jù)具體材料選用合適的鍛造設(shè)備。例如,某廠MB5鎂合金在錘上熱鍛易裂,而在水壓機(jī)上用同樣溫度鍛壓則不產(chǎn)生鍛裂。其原因是鎂合金再結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行緩慢,高速下變形易開(kāi)裂。文獻(xiàn)[1]仲介紹MA3(相當(dāng)于MB5)合金在壓力機(jī)上變形時(shí)再結(jié)晶溫度為350℃,而在沖擊載荷下需在600℃變形才能獲得完全的再結(jié)晶組織。
(4)必要時(shí)需進(jìn)行中間退火
冷變形程度過(guò)大時(shí)往往易引起開(kāi)裂,需要中間退火,以消除硬化和變形所引起的部分缺陷。
(5)采用熱壓變形
熱變形時(shí)通常由于再結(jié)晶過(guò)程能順利進(jìn)行等原因,使變形引起的缺陷部分地得到消除,因而使塑性有所提高。
(6)改善坯料的組織
為提高材料的塑性,從組織上應(yīng)避免晶界上出現(xiàn)低熔點(diǎn)物質(zhì)和脆性化合物。
(7)采用高溫均勻化
高溫均勻化可以改善組織不均勻性,提高材料的塑性。
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