Page 28 - 理化检验-物理分册2018第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８０４００３

机械装备的失效分析( 续前)

第８讲 失效诊断与预防技术()
３

王 荣
( 上海材料研究所 上海市工程材料应用与评价重点实验室,上海 ２００４３７ )
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( Shan g haiKe yLaborator yofEn g ineerin g MaterialsA pp licationandEvaluation ,
Shan g haiResearchInstituteofMaterials , Shan g hai２００４３７ , China )

中图分类号: TG１１５ ; TB３０ 文献标志码: A 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) ０４Ｇ０２４４Ｇ１２
３．３．３ 塑性成型加工过程中的失效诊断 变化等现 象.在 较 低 的 热 锻 温 度 下, 金 属 较 难 锻
塑性成型加工是利用金属材料良好的塑性变形 造, 但能得到较细的晶粒, 并能使金属获得较好的
能力, 对其施加一定的压力或锻打, 使其产生变形, 力学性能.如果进一步将锻造温度降低到低于再
从而达到所需要的形状和尺寸, 采用该方法加工的 结晶温度, 则变形的晶粒不发生破碎, 不能形成新
构件统称为锻件.按成型温度, 锻件可分为热成型 晶粒, 而是 保 持 变 形 的 形 态. 当 金 属 处 在 这 种 状
和冷成型.热成型是在较高温度下进行的, 传统的 态时, 就有可能发生开裂.
锻造工艺就属于这一类, 另外还有热轧、 压铸、 楔横 在锻造过程中, 始锻温度和终锻温度的确定尤
轧等加工方式, 这类加工方式的失效形式大多与温 为重要.确定始锻温度时, 应保证坯料在加热过程
度有关.冷成型是在较低温度下进行的, 被加工材 中不产生过烧现象, 同时也要尽量避免发生过热.
料须具有良好的塑性变形能力, 应用较多的是一些 钢的始锻温度一般应低于熔点( 或铁 Ｇ 碳平衡相图中
有色金属及其合金, 低碳钢和低合金钢的应用也较 的固相线温度) １５０~２００ ℃ .确定终锻温度时, 既
为广泛, 这类加工方式的失效形式大多与形变硬化、 要保证金属在终锻前具有足够的塑性, 又要保证锻
形变应力、 硬颗粒相或夹杂物( 夹渣) 等有关. 件能够获得良好的组织性能.碳钢的终锻温度约在
３．３．３．１ 热成型加工中的裂纹诊断 铁 Ｇ 碳平衡 相 图 中 共 析 转 变 线 ( A １ 线) 以 上 ２５~
３．３．３．１．１ 锻造工艺特点 ７５ ℃ .大型锻件的始锻温度和终锻温度均略高于
锻造主要是利用金属材料在较高的温度下具 小型锻件的.
有较好的 塑 性 变 形 能 力, 用 压 力 或 锻 打 的 方 式 将 ３．３．３．１．２ 锻造裂纹形成原因
坯料转变成具有 一 定 形 状 尺 寸 的 零 件 ( 或 零 件 毛 ( １ )原材料缺陷在锻造过程中演变成裂纹
坯).金属 在 热 锻 时, 各 晶 粒 发 生 变 形, 变 形 的 晶 ① 在锻造过程中立即出现
粒随即开 始 再 结 晶, 即 破 损 并 形 成 新 晶 粒. 金 属 铸锭中的原材料缺陷, 如皮下气泡、 气孔、 疏松、
温度越高, 塑 性 越 好, 变 形 越 容 易. 但 是, 温 度 过 夹渣、 碳化物偏析、 缩管残余等在锻造过程中, 随着
高时, 金属 会 出 现 晶 粒 长 大、 初 熔、 相 变 以 及 成 分 原材料的变形其形态发生改变, 会演变成为裂纹, 或
作为应力集中点诱发裂纹.
收稿日期: ２０１７Ｇ０７Ｇ０５
如钢中铜含量过高, 或者毛坯中渗入金属铜时
基金项目: 上海市金属材料检测分析与安全评估专业技术服务
会产生铜脆裂纹; 如钢中硫含量过高, 锻造加热时硫
平台资助项目( １６DZ２２９０８００ )
作者简介: 王 荣( １９６７－ ), 男, 教授级高工, 主要从事机械装备 元素容易在晶界处聚集, 形成低熔点的共晶体, 锻造
的失效分析与安全评估工作与研究, wan g ron g １９６７＠１２６．com 时会引起热脆裂纹.
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