cr12鋼熱變形分析

cr12鋼熱變形分析

1提高生產(chǎn)能力隨著四川第一勞動監(jiān)察兄弟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，勞動監(jiān)察兄弟結(jié)構(gòu)對提高生產(chǎn)力和產(chǎn)量具有重要意義。尤其是，cr12鋼。標準化是提高工作效率和質(zhì)量的特要途徑。2cr12鋼的化學成分、性能和用途2.1如表1所示，cr12的化學成分為2.2鋼的耐磨性Cr12鋼是一種應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼,該鋼具有較好的淬透性和良好的耐磨性,又由于其含碳量高達2.30%,所以沖擊韌性較差,易脆裂,而且容易形成不均勻的共晶碳化物。2.3沖擊負荷較小模具由于具有良好的耐磨性,多用于制造受沖擊負荷較小要求高耐磨冷沖模及沖頭、冷切剪刀、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模以及螺紋滾模等模具。3加熱Cr12鋼的化學成份,性能決定了其加工難度。俗話說:“七分加熱,三分鍛造”,規(guī)范標準化加熱是生產(chǎn)Cr12鋼的重中之重。3.1如表2所示，加熱技術(shù)3.2熱處理對交貨期的影響當坯料加熱溫度超過始鍛溫度,或坯料在高溫下停留時間過長時,都會導(dǎo)致奧氏體晶粒迅速長大,甚至冷卻后仍然很大,導(dǎo)致Cr12鋼的強度和沖擊韌性降低,即使通過熱處理可消除粗晶,但增加了生產(chǎn)周期和成本費用,也影響了交貨期。當坯料加熱溫度高于過熱溫度,并且長時間在爐內(nèi)停留時,不但奧氏體晶粒粗大,還有氧化性氣體滲入晶界,會使晶間物質(zhì)Fe、C、S發(fā)生氧化,形成了易熔共晶氧化物,甚至晶界產(chǎn)生局部熔化,使晶粒間結(jié)合完全破壞。對過燒的坯料進行鍛造時,輕則在表面引起網(wǎng)狀裂紋,即“龜裂”;嚴重的則使坯料破裂成碎塊,其斷口無金屬光澤。所以過燒是加熱的致命缺陷,最后坯料只能報廢。3.3坯料表面裂紋Cr12鋼因?qū)嵝圆?過熱敏感性強,在加熱過程中很容易產(chǎn)生裂紋,第一種是過燒引起的裂紋,第二種是內(nèi)應(yīng)力引起的裂紋。坯料的內(nèi)應(yīng)力分為溫度應(yīng)力,組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力,當這三種應(yīng)力疊加后為拉應(yīng)力,并且該應(yīng)力值超過其強度極限時,便在坯料對應(yīng)部位引起裂紋。其中,Cr12鋼在加熱相變時坯料處于高溫,盡管產(chǎn)生組織應(yīng)力也很快被松馳消失,因此在加熱中,組織應(yīng)力無危險性。3.3.1坯料斷面溫度應(yīng)力分析坯料在加熱過程中,由于其表層溫度高于心部溫度,必引起表層與心部的膨脹不均,形成溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力在坯料斷面上的分布如圖1。表層為壓應(yīng)力,心部為拉應(yīng)力。其中以心部的軸向應(yīng)力拉應(yīng)力為最大。因Cr12鋼導(dǎo)熱性差,坯料斷面R寸大,如果加熱速度快,則其斷面溫差就大,從而溫度應(yīng)力也大,鍛造時極容易在溫度應(yīng)力較大的部位產(chǎn)生裂紋。所以低溫加熱階段必須緩慢升溫。3.3.2殘余應(yīng)力與裂紋在加熱冷鋼錠時,引起裂紋的內(nèi)應(yīng)力,除了溫度應(yīng)力之外,還有殘余應(yīng)力的作用。這是因為鋼錠在澆注后的冷卻凝固過程中,表層先凝固成一個硬殼,心部凝固時受到外殼的約束于是在表層形成壓應(yīng)力,在心部形成拉應(yīng)力,鋼錠冷到室溫后拉應(yīng)力與壓應(yīng)力的值不能完全抵消,形成了殘余應(yīng)力?？梢?冷鋼錠的殘余應(yīng)力分布與加熱引起的溫度應(yīng)力分布一致,從而促使鋼錠在加熱時更容易產(chǎn)生裂紋。綜上所述,坯料在鍛前加熱過程中,由內(nèi)應(yīng)力所引起的裂紋,主要是溫度應(yīng)力造成的,對于冷錠還有殘余應(yīng)力。一般來講,裂紋發(fā)生于加熱的低溫階段,裂紋產(chǎn)生的部位在坯料心部。其防止措施是:采取多段加熱規(guī)范,并在低溫加熱階段降低裝爐溫度,裝爐后必須有一定時間的保溫,加熱速度要選擇適當?shù)取?.4料溫降溫3.4.1鋼錠加熱嚴格執(zhí)行操作規(guī)程,控制好加熱溫度,正常情況下,連續(xù)爐爐尾的爐氣溫度,應(yīng)接近700℃,預(yù)熱段爐氣溫度控制在900℃左右,加熱段爐氣溫度控制在1180℃左右,灶式爐爐氣溫度控制在1180±10℃;保證料溫在1140～1160℃。3.4.2在加熱過程中,要根據(jù)實際生產(chǎn)速度,觀測料溫及爐溫情況,及時調(diào)整天然氣及風量,確保鋼料加熱均勻,避免過熱,過燒及料溫不足。3.4.3在正常連續(xù)生產(chǎn)情況下,料溫按中上限溫度控制,若生產(chǎn)過程中不正常則應(yīng)事先估算可能的停錘時間,亦作如下處理:(1)停錘時間在半小時內(nèi),將料溫降至加熱溫度下限;(2)停錘時間在2小時內(nèi),料溫降至900～1000℃以下;(3)停錘時間在2小時以上時,料溫降至850℃。3.4.4已作降溫處理的坯料,加熱工應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況提前進行升溫和保溫。3.4.5在任何情況下,不能為搶時間和產(chǎn)量,對降溫處理的坯料采取大火,猛火急燒,使坯料內(nèi)外部產(chǎn)生熱應(yīng)力,而形成裂紋。4雕塑一般而言,對于塑性較好的鋼,容易進行熱加工生產(chǎn)。4.1影響cr12鋼塑料薄膜的因素Cr12鋼的化學成分決定了其塑性較低,但在生產(chǎn)中出現(xiàn)的變形溫度和變形速度都對其塑性有很大影響。4.1.1熱加工對金屬塑性的影響溫度與金屬塑性之間的關(guān)系,一般來說,從室溫到熔點之間有兩個低塑性區(qū)域;另一個為金屬處于再結(jié)晶速度不高的溫度下產(chǎn)生的;第二個是溫度接近于金屬的熔點。由此可見,對于一般金屬,都具有兩個高塑性區(qū)域,那熱加工變形區(qū)和冷變形區(qū),如圖2。在熱加工區(qū),金屬隨溫度的增加,原子功能提高,再結(jié)晶就容易進行,因而有利于金屬的塑性增加,溫度還可以引起金屬層滑移的改變,當滑移系的數(shù)目增加時,金屬的塑性也得到提高。但當溫度接近熔點時,及過熱、過燒,塑性顯著降低,出現(xiàn)炸裂,破肚等;而溫度降低,塑性也較低,造成斷裂,大的裂口、內(nèi)裂。4.1.2溫度和變形速度變形過程中所產(chǎn)生的熱量使坯料溫度升高的效應(yīng)稱之為溫度效應(yīng)。它與下列因素有關(guān):變形溫度:溫度越高,熱變形溫度效應(yīng)小,冷變形溫度效應(yīng)大;變形速度:變形速度越高,溫度效應(yīng)越大;變形程序:變形程序越大,溫度效應(yīng)越大。4.1.2.1變形過程中硬化速度超過軟化速度;由于熱效應(yīng)的作用,使金屬的溫度升高到低塑性溫度區(qū)域,變形速度增加會降低塑性。4.1.2.2變形過程中因熱效應(yīng)而使軟化速度超過硬化速度;由于熱效應(yīng)的作用,使金屬的溫度升高到塑性溫度區(qū)域。這樣,變形速度增加可提高塑性。綜上所述,適當控制變形速度,可有利于Cr12鋼塑性的提高,減少裂紋的出現(xiàn),有利于生產(chǎn)的進行。4.2碳化物的均勻組織要破碎鑄態(tài)基體的柱狀晶,細化晶粒,均勻組織,包括使共晶碳化物的晶粒變細,并改善碳化物在粒度和分布上的均勻程度,但必須保證有足夠的鍛比。4.3鋼的變形發(fā)生因果既要保證細化晶粒,均勻組織,又要考慮到鑄態(tài)錠中大量碳化物的不均勻存在,使得鋼的變形阻力增大,而且碳化物相的各向異性性質(zhì)也會引起鋼在變形時的各向異性。一般對于Cr12型鋼來說,溫度太高,變形量過大或變形量不均勻,都有可能引起裂紋,必須對錘擊力量加以控制。4.4標準錘操作4.4.1切頭兩次第一次在鋼錠見方為200～240m2左右切除冒口,冒口應(yīng)將延伸慢的一面冒口線外側(cè)切凈;第二次在成方時根據(jù)頭部開裂程度四面切除。4.4.2采用四面切末由于Cr12鋼鍛造溫度范圍窄,鋼坯下料時更容易造成端部開裂,因此必須采取四面切的下料方法,減少端部開裂。4.4.3注意“兩點”即開鍛和終鍛時應(yīng)輕擊,在950～1050℃時予以重擊,這時鋼具有較好的塑性,又能使變形深入中心,對擊碎碳化物的作用比較顯著。4.4.4碳化物對鑄造過程的影響即送進量、壓下量和鉗口轉(zhuǎn)動速度(或角度)及加熱溫度均勻,由于沿晶界和晶內(nèi)有大量堅硬的碳化物存在,鍛造時,溫度效應(yīng)比較顯著加之其共晶溫度低,因此在鍛造過程中更容易產(chǎn)生過熱,過燒現(xiàn)象。為此,鍛造操作中發(fā)現(xiàn)有升溫現(xiàn)象時,應(yīng)及時減輕錘擊力量或稍停一會兒,待坯料逐漸轉(zhuǎn)變正常鍛造溫度后再增大錘擊力。4.4.5勤奮和傾斜倒棱是避免角上溫度過低引起溫度應(yīng)力而造成角裂,倒棱時要對齊在一條直線上,應(yīng)輕擊避免在一處連擊。4.4.6立即挖掘口發(fā)現(xiàn)細小裂紋出現(xiàn),應(yīng)用挖子及時挖除,避免裂紋擴大。5提高cr12鋼的加工質(zhì)量5.1對青年