1. Langsgående sprekker
Sprekkene er aksiale og tynne og lange i form. Når formen er fullstendig bråkjølt, det vil si senterløs bråkjøling, forvandles kjernen til bråkjølt martensitt med det største spesifikke volumet, og genererer tangentiell strekkspenning. Jo høyere karboninnholdet i formstålet, desto større er den tangentielle strekkspenningen som genereres. Når strekkspenningen Ved overskridelse av stålets styrkegrense vil det dannes langsgående sprekker. Følgende faktorer forsterker forekomsten av langsgående sprekker: (1) Stålet inneholder en stor mengde skadelige urenheter med lavt smeltepunkt som S, P, Sb, Bi, Pb, Sn, As osv., og stålblokken er sterkt segregert i lengderetningen langs rulleretningen under rulling. , er det lett å få spenningskonsentrasjonen til å danne langsgående bråkjølingssprekker, eller de langsgående sprekkene som dannes ved rask avkjøling av råmaterialet etter valsing blir ikke behandlet og beholdt i produktet, noe som forårsaker at de endelige slukkesprekkene utvides og danner langsgående sprekker; (2) Støpeformens størrelse er innenfor det følsomme størrelsesområdet for bråsprekker for stål. Det er sannsynlig at det dannes langsgående sprekker når herdekjølemediet velges (den farlige størrelsen for herding av sprekker er 8-15mm for karbonverktøystål og 25-40mm for middels og lavlegert stål) eller når den valgte herdingen kjølemediet overskrider i stor grad den kritiske bråkjølingshastigheten til stålet.
Forebyggende tiltak: (1) Inspiser råvarene strengt når de kommer inn på lageret, og ikke sett stålprodukter med innhold av skadelige urenheter i produksjon; (2) Prøv å bruke vakuumsmelting, raffinering utenfor ovnen eller elektroslagg omsmelting av formstål; (3) Forbedre varmebehandlingsprosessen og bruk vakuumoppvarming, oppvarming av beskyttende atmosfære og tilstrekkelig oppvarming av deoksidasjonssaltbad og gradert bråkjøling og isotermisk bråkjøling; (4) endre utilsiktet bråkjøling til tilsiktet bråkjøling, det vil si ufullstendig bråkjøling, oppnå en sterk og tøff nedre bainittstruktur og andre tiltak, som i stor grad reduserer strekkfasthetsspenningen, som effektivt kan unngå langsgående sprekkdannelse og bråkjølende forvrengning av formen.
2. Tverrgående sprekker
Sprekkkarakteristikkene er vinkelrett på aksialretningen. I uherdede former er det en stor strekkspenningstopp i overgangen mellom herdet sone og uherdet sone. Når en stor form avkjøles raskt, dannes det lett en stor strekkspenningstopp. Fordi den dannede aksiale spenningen er større enn den tangentielle spenningen, noe som resulterer i sidespenning. sprekk. S, P. i smimodulen. Lateral segregering av skadelige urenheter med lave smeltepunkter som Sb, Bi, Pb, Sn, As osv. eller tverrgående mikroskopiske sprekker i modulen, som utvider seg for å danne tverrsprekker etter bråkjøling.
Forebyggende tiltak: (1) Modulen bør være rimelig forfalsket. Forholdet mellom råvarelengde og diameter, det vil si smiforholdet, er fortrinnsvis mellom 2 og 3. Dobbel korsformet retningsendringssmiing brukes til smiing, og den smides med fem støtende, fem tegninger og flere branner å lage stålet i midten. Karbidene og urenhetene er fine og små, jevnt fordelt i stålmatrisen, og smifiberstrukturen er fordelt ikke-retningsmessig rundt hulrommet, noe som i stor grad forbedrer de tverrgående mekaniske egenskapene til modulen og reduserer og eliminerer spenningskilder; (2) Velg den ideelle kjølehastigheten og kjølemediet: Rask kjøling over Ms-punktet til stålet, større enn den kritiske bråkjølingshastigheten til stålet, spenningen generert av den superkjølte austenitten i stålet er termisk spenning, overflatelaget er trykkspenning, og det indre laget er strekkspenning, som kansellerer hverandre, effektivt forhindrer termisk spenning. Sprekker dannes og avkjøles sakte mellom Ms-Mf av stålet, noe som i stor grad reduserer den organisatoriske spenningen ved dannelse av bråkjølt martensitt. Når summen av termisk spenning og tilsvarende spenning i stålet er positiv (strekkspenning), er det lett å bråkjøle og sprekke. Når det er negativt, er det ikke lett å slukke og knekke. Ved å utnytte termisk stress fullt ut, redusere faseendringsspenning og kontrollere summen av spenninger til å være negative kan effektivt unngå forekomsten av tverrgående slukkesprekker. CL-1 organisk bråkjølingsmedium er et ideelt bråkjølingsmiddel, som kan redusere og unngå forvrengning av bråkjøleformen og kontrollere den rimelige fordelingen av det herdede laget. Ved å justere de forskjellige konsentrasjonsforholdene for CL-1 bråkjølemiddel, kan forskjellige kjølehastigheter oppnås, og den nødvendige herdede lagfordelingen kan oppnås for å møte behovene til forskjellige formstål.
3. Bue sprekker
Det oppstår ofte ved plutselige formendringer som formhjørner, hakk, hull og dyseledninger. Dette er fordi spenningen som genereres ved kantene og hjørnene under bråkjøling er 10 ganger gjennomsnittlig spenning på den glatte overflaten. I tillegg, (1) jo høyere karbon (C) innhold og legeringselementinnhold i stålet, jo lavere Ms-punkt er stålet. Hvis Ms-punktet synker med 2 grader, vil tendensen til slokkende sprekker øke med 1,2 ganger. Hvis Ms-punktet synker med 8 grader, vil tendensen til slokkende sprekker øke. Tendensen øker med 8 ganger; (2) Transformasjonen av ulike strukturer i stål og transformasjonen av samme struktur er ikke samtidig. På grunn av den spesifikke toleransen til forskjellige strukturer, forårsakes enorme strukturelle spenninger, noe som resulterer i dannelsen av bueformede sprekker ved krysset mellom strukturene; (3) Unnlatelse av å reagere i tide etter slukking Brann, eller utilstrekkelig herding, den tilbakeholdte austenitten i stålet blir ikke fullstendig transformert og forblir i tjenestetilstanden, noe som fremmer spenningsomfordeling, eller den tilbakeholdte austenitten gjennomgår martensittisk transformasjon for å generere ny indre spenning når formen er i bruk. Når den omfattende spenningen er større enn stålets styrkegrense, vil det dannes bueformede sprekker; (4) Den har den andre typen temperert sprøtt stål. Etter bråkjøling tempereres det ved høy temperatur og avkjøles sakte, noe som forårsaker at skadelige urenheter som P og s i stålet feller ut langs korngrensene, noe som i stor grad reduserer bindingskraften og sterk seighet øker sprøheten og danner buer. formede sprekker under påvirkning av ytre krefter under bruk.
Forebyggende tiltak: (1) Forbedre designet, prøv å gjøre formen så symmetrisk som mulig, reduser formmutasjoner, legg til prosesshull og forsterkningsribber, eller bruk kombinert montering; (2) Erstatt rette vinkler og skarpe kanter med avrundede hjørner, erstatt blinde hull med gjennomgående hull, og forbedre prosesseringsnøyaktighet og overflatefinish reduserer spenningskonsentrasjonskilder. Generelt er hardhetskravene ikke høye for uunngåelige rette vinkler, skarpe kanter, blinde hull osv. Jerntråd, asbesttau, ildfast slam osv. kan brukes til innpakning eller fylling for å lage kunstige kjølebarrierer. La det avkjøles og bråkjøles sakte for å unngå spenningskonsentrasjon og forhindre dannelse av bueformede sprekker under bråkjøling; (3) Det bråkjølte stålet bør herdes i tide for å eliminere deler av den bråkjølende indre spenningen og forhindre at bråkjølingsspenningen ekspanderer; (4) Herding over lengre tid kan forbedre muggmotstanden. Brudd seighet verdi; (5) Full herding for å oppnå stabil mikrostruktur og egenskaper; (6) Multippel temperering for å fullstendig transformere den tilbakeholdte austenitten og eliminere ny stress; (7) Rimelig herding for å forbedre tretthetsmotstanden til ståldeler og omfattende mekaniske egenskaper. Mekaniske egenskaper; (8) For formstål med type II tempereringssprøhet, bør det avkjøles raskt (vannkjøling eller oljekjøling) etter høytemperaturtempering, noe som kan eliminere type II-tempereringssprøhet og forhindre og unngå dannelse av lysbuesprekker under bråkjøling.
4. Avskalling av sprekker
Når formen er i bruk, under påvirkning av påkjenning, flasser det bråkjølte herdede laget av fra stålmatrisen bit for bit. Fordi de spesifikke volumene av overflatevevet og kjernevevet til formen er forskjellige, dannes aksiale og tangentielle bråkjølingsspenninger på overflaten under bråkjøling, og strekkspenning genereres i radiell retning, som plutselig endres til innsiden. Avskallingssprekker oppstår i trange områder hvor spekteret av raske spenningsendringer er smalt, noe som ofte oppstår i Under kjøleprosessen av overflatekjemisk varmebehandlingsstøpeform, skjer ikke den slukkende martensittiske ekspansjonen av indre og ytre lag samtidig pga. til synkronisiteten mellom den kjemiske modifikasjonen av overflatelaget og fasetransformasjonen av stålmatrisen, noe som resulterer i en stor fasetransformasjonsspenning, som får det kjemisk behandlede infiltrasjonslaget til å skille seg fra matrisestrukturen. Strip. Slik som flammeoverflateherdende lag, høyfrekvent overflateherdende lag, karburerende lag, karbonitreringslag, nitreringssjikt, boreringslag, metalliseringslag, etc. Det er ikke tilrådelig å temperere raskt etter bråkjøling av det kjemisk permeable laget, spesielt hvis lavtemperaturtemperering varmes opp under 300~C og varmes raskt opp, vil det føre til dannelse av strekkspenninger i overflatelaget, mens kjernen i stålmatrisen og overgangslaget vil danne trykkspenninger. Når strekkspenningen er større enn trykkspenningen vil det føre til at det kjemisk penetrerte laget ble trukket fra hverandre og skrellet av.
Forebyggende tiltak: (1) Konsentrasjonen og hardheten til det kjemisk infiltrerte laget av formstål bør gradvis reduseres fra overflaten til innsiden for å øke bindingskraften mellom det kjemisk infiltrerte laget og matrisen. Diffusjonsbehandling etter infiltrasjon kan gjøre overgangen mellom det kjemisk infiltrerte laget og matrisen jevn; (2) Mugg Før kjemisk behandling av stål utføres diffusjonsgløding, kuleglødning, og bråkjøling og herding for å fullstendig raffinere den opprinnelige strukturen, som effektivt kan forhindre og unngå forekomsten av avskallingssprekker og sikre produktkvalitet.
5. Nettverk sprekker
Dybden på sprekkene er grunt, vanligvis omtrent 0.01-1.5 mm dype, strålende, også kjent som sprekker. Hovedårsakene er: (1) Råmaterialet har et dypt avkarboniseringslag som ikke fjernes ved kaldkutting, eller den ferdige formen varmes opp i en oksiderende atmosfæreovn for å forårsake oksidativ avkarbonisering; (2) Metallstrukturen til det avkarbonerte overflatelaget til formen er forskjellig fra martensitten til stålmatrisen. Ulike karboninnhold og forskjellige spesifikke volumer gir store strekkspenninger når det avkarbonerte overflatelaget av stål bråkjøles. Derfor trekkes overflatemetallet ofte inn i et nettverk langs korngrensene; (3) Råmaterialet er grovkornet stål, og den opprinnelige strukturen er grov. Det er store biter av ferritt som ikke kan elimineres ved konvensjonell bråkjøling og forblir i den bråkjølte strukturen, eller temperaturkontrollen er unøyaktig, instrumentet svikter, strukturen overopphetes eller til og med overbrennes, kornene blir grove, korngrensebindingskraften er tapt, og formen bråkjøles og avkjøles Når stålkarbidene faller ut langs austenittkorngrensene, reduseres styrken til korngrensene sterkt, seigheten er dårlig og sprøheten er høy. Under påvirkning av strekkspenning vil stålet sprekke i en nettverksform langs korngrensene.
Forebyggende tiltak: (1) Strenge den kjemiske sammensetningen av råvarer. Metallografisk struktur og feildeteksjonsinspeksjon, ukvalifiserte råvarer og grovkornet stål er ikke egnet som formmaterialer; (2) Bruk finkornet stål og vakuumelektrisk ovnsstål, kontroller dybden på det avkullede laget av råmaterialet før det settes i produksjon, og kaldskjæringsmaskintillegget må være større enn det avkullede laget. Karbonlagsdybde; (3) Utvikle en avansert og rimelig varmebehandlingsprosess, bruk mikrodatamaskinens temperaturkontrollinstrumenter, kontrollnøyaktigheten når 1,5 grader, og kalibrer instrumentene regelmessig på stedet; (4) Bruk elektriske vakuumovner, ovner med beskyttende atmosfære og fullstendig deoksiderte salter for sluttbehandling av muggprodukter. Badeovnsvarmeformprodukter og andre tiltak kan effektivt forhindre og unngå dannelse av nettverkssprekker.
bilde
6. Kaldbehandlingssprekker
De fleste formstål er middels og høykarbonlegerte stål. Etter bråkjøling er det fortsatt noe underkjølt austenitt som ikke er omdannet til martensitt og forblir i brukstilstanden som tilbakeholdt austenitt, noe som påvirker ytelsen. Hvis den plasseres under null og fortsetter å avkjøles, kan den fremme martensittisk transformasjon av den tilbakeholdte austenitten. Derfor er essensen av kaldbehandling å fortsette å slukke. Bråkjølingsspenningen ved romtemperatur og bråkjølingsspenningen ved null er overlagret. Når superposisjonsspenningen overskrider materialets styrkegrense, vil det dannes kaldbehandlingssprekker.
Forebyggende tiltak: (1) Plasser formen i kokende vann i 30-60 minutter før kaldbehandling etter bråkjøling, noe som kan eliminere 15 %-25 % av bråkjølingens indre spenning og stabilisere den tilbakeholdte austenitten, og utfør deretter konvensjonell kuldebehandling ved -60 grad , eller utfør -120 grad kryogen behandling, jo lavere temperatur, jo mer tilbakeholdt austenitt vil bli omdannet til martensitt, men det er umulig å fullføre transformasjonen. Eksperimenter viser at ca. 2 %-5 % av den beholdte austenitten gjenstår, og den kan beholdes etter behov. En liten mengde tilbakeholdt austenitt kan slappe av stress og spille en bufferrolle. Fordi den tilbakeholdte austenitten er myk og seig, kan den delvis absorbere den skarpe ekspansjonsenergien til martensitt og lette fasetransformasjonsspenningen; (2) Etter kaldbehandlingen, ta ut formen og sett den inn i varmen Oppvarming i vann kan eliminere 40 %-60 % av kaldbehandlingsbelastningen. Etter oppvarming til romtemperatur bør det tempereres i tide for ytterligere å eliminere kaldbehandlingsstresset, unngå dannelse av kaldbehandlingssprekker, oppnå stabile organisatoriske egenskaper og sikre at formproduktet ikke blir forvrengt under lagring og bruk.
7. Slipe sprekker
Det oppstår ofte under kaldmalingsprosessen av den ferdige formen etter bråkjøling og herding. De fleste mikrosprekkene som dannes er vinkelrett på sliperetningen og er omtrent {{0}}.05-1,0 mm dype. (1) Feil forbehandling av råmaterialer, manglende fullstendig eliminering av blokk-, nettverks- og båndkarbider i råmaterialer og alvorlig avkulling; (2) Den endelige bråkjølingsoppvarmingstemperaturen er for høy, overoppheting oppstår, kornene er grove og flere rester genereres Austenitt; (3) Stressindusert fasetransformasjon skjer under sliping, noe som får restaustenitten til å omdannes til martensitt. Den strukturelle spenningen er stor, og på grunn av utilstrekkelig herding gjenstår det mer gjenværende strekkspenning, noe som er uforenlig med slipeprosessen. Overlagring av spenning i skjærestrukturen, eller på grunn av høy slipehastighet, stor matemengde og feil kjøling, fører til at slipevarmen på metalloverflaten stiger kraftig til bråkjølingsvarmetemperaturen, og deretter avkjøles slipevæsken, noe som resulterer i sekundær bråkjøling av slipeoverflaten og ulike påkjenninger. Oppsummert, hvis materialets styrkegrense overskrides, vil det oppstå slipesprekker i overflatemetallet.
Forebyggende tiltak: (1) Modifiser råmaterialet og utfør flere doble korsformede støt- og smiprosesser. Etter fire opprørende og fire tegninger fordeles den smidde fiberstrukturen symmetrisk i en bølgeform rundt hulrommet eller aksen, og høytemperaturspillvarmen fra den siste brannen brukes. Bråkjøling, etterfulgt av høytemperaturtempering, kan fullstendig eliminere massive, retikulære, bånd- og kjedekarbider og foredle karbidene til 2-3-nivåer; (2) Utvikle en avansert varmebehandlingsprosess for å kontrollere den endelige bråkjølingsrester. Stenittinnholdet overskrider ikke standarden; (3) Temperer i tide etter bråkjøling for å eliminere bråkjølingsspenning; (4) Reduser slipehastigheten, slipemengden og slipekjølingshastigheten på passende måte, noe som effektivt kan forhindre og unngå dannelse av slipesprekker.
8. Trådskjæring sprekker
Denne sprekken oppstår under den elektroniske kutteprosessen til den bråkjølte og tempererte modulen. Denne prosessen endrer spenningsfeltfordelingstilstanden til metalloverflatelaget, mellomlaget og kjernen. Den bråkjølende indre spenningen mister balanse og deformeres, og en stor strekkspenning oppstår i et bestemt område. , når denne strekkspenningen styrkegrensen til formmaterialet, og får det til å eksplodere. Sprekken er en buehaleformet stiv metamorf lagsprekk. Eksperimenter viser at trådskjæringsprosessen er en prosess med lokal høytemperaturutladning og rask avkjøling, som får metalloverflaten til å danne et størknet lag av dendritisk støpestruktur, som gir en strekkspenning på 600-900MPa og en høy- stress sekundært quenching hvitt lag ca. 0,03 mm tykt. Årsaker til sprekker: (1) Det er alvorlig karbidsegregering i råvarene; (2) Instrumentfeil, bråkjølingsoppvarmingstemperaturen er for høy, og kornene er grove, noe som reduserer materialets styrke og seighet og øker sprøheten; (3) Det bråkjølte arbeidsstykket er ikke herdet og temperert i tide. Utilstrekkelig brann, overdreven gjenværende indre spenning og overlagring av nye indre spenninger som dannes under trådkappingsprosessen fører til trådskjæresprekker.
Forebyggende tiltak: (1) Streng inspeksjon av råvarer før lagring for å sikre at den strukturelle sammensetningen av råvarene er kvalifisert. Ukvalifiserte råvarer må smides for å bryte karbidene slik at den kjemiske sammensetningen, metallografiske strukturen etc. oppfyller de tekniske betingelsene før de settes i produksjon. Før modulvarmebehandlingen må det ferdige produktet stå igjen med en viss mengde sliping og deretter bråkjøles. Herding og ledningsskjæring; (2) Kontroller instrumentet før du går inn i ovnen, bruk mikrodatamaskinens temperaturkontroll, temperaturkontrollnøyaktigheten er 1,5 grader, vakuumovn, oppvarming av beskyttende atmosfære, forhindre strengt overoppheting og oksidativ avkarbonisering; (3) Bruk gradert quenching, isotermisk quenching og herding i tide etter quenching og flere herdinger kan fullstendig eliminere indre stress og skape forhold for trådskjæring; (4) Utvikle en vitenskapelig og rimelig trådskjæringsprosess.
9. Tretthetsbrudd
Mikroskopiske utmattelsessprekker dannet under den gjentatte virkningen av vekslende stress under moldservice utvides sakte, noe som fører til plutselig utmattelsesbrudd. (1) Råvarene har hårlinjer, selvpunkter, porer, løshet, ikke-metalliske inneslutninger, alvorlig segregering av karbider, båndstrukturer og massive metallurgiske strukturdefekter av fri ferritt, som ødelegger kontinuiteten til matrisestrukturen og danner ujevnt. stresskonsentrasjoner. . 112 fjernes ikke fra stålblokken, noe som resulterer i dannelse av hvite flekker under valsing. Det er skadelige urenheter som Sb, Bi, Pb, Sn, As, S og P i stål. P i stål kan lett gi kald sprøhet, mens s lett kan gi varm sprøhet. Overdreven S- og P-skadelige urenheter kan lett danne utmattelseskilder; (2) Det kjemiske penetrasjonslaget er for tykt, konsentrasjonen er for høy, penetreringslaget er for grunt, herdelaget er for grunt, og hardheten til overgangssonen er lav, etc., noe som kan føre til en skarp reduksjon i utmattelsesstyrken til materialet; (3) Når formoverflaten er ru, presisjonen er lav, finishen er dårlig, og knivmerker, bokstaver, riper, støt, korrosjonsgroper osv. kan også lett forårsake spenningskonsentrasjon og føre til tretthetsbrudd.
Forebyggende tiltak: (1) Velg materialer strengt for å sikre kvalitet, og kontroller innholdet av urenheter med lavt smeltepunkt som Pb, As, Sn og S, P ikke-metalliske urenheter for ikke å overstige standarden; (2) Gjennomfør materialinspeksjon før produksjon, og ukvalifiserte råvarer vil ikke bli satt i produksjon; (3) ) Velg materialer med høy renhet, få urenheter, jevn kjemisk sammensetning og fine korn. Elektroslag omsmeltet raffinert stål med egenskapene til små karbider, gode isotropiske egenskaper og høy utmattelsesstyrke er kuleblåst og forsterket på overflaten av formoverflaten og overflatens kjemiske permeasjonslag modifiseres og forsterkes for å gjøre metalloverflaten forspent og forskjøvet formen. Strekkspenningen som genereres under bruk forbedrer utmattelsesstyrken til formoverflaten; (4) forbedrer prosesseringsnøyaktigheten og glattheten til formoverflaten; (5) forbedrer de strukturelle egenskapene til det kjemisk permeable laget og det herdede laget; (6) bruker en mikrodatamaskin for å kontrollere tykkelsen på det kjemisk permeable laget, konsentrasjonen og herdet lagtykkelse.
10. Spenningskorrosjonssprekker
Denne sprekken oppstår ofte under bruk. Metallformen sprekker på grunn av kjemisk reaksjon eller elektrokjemisk reaksjonsprosess, som forårsaker skade og korrosjon fra overflaten til den indre strukturen. Dette er spenningskorrosjonssprekker. På grunn av de forskjellige strukturene til formstål etter varmebehandling, er korrosjonsmotstandsegenskapene også forskjellige. Den mest korrosjonsbestandige strukturen er austenitt (A), den mest korrosjonsbestandige strukturen er troostitt (T), og rekkefølgen er ferritt (F) - martensitt (M) - perlitt (P) - sorbitt ( S). Derfor er det ikke egnet å oppnå T-gruppe ved varmebehandling av formstål.
Veve. Selv om det bråkjølte stålet har blitt herdet, på grunn av utilstrekkelig herding, eksisterer fortsatt den bråkjølende indre spenningen mer eller mindre. Ny stress vil også genereres under påvirkning av ytre krefter når formen er i bruk. Når det er stress i metallformen, vil det være stress. Korrosjonssprekker oppstår.
Forebyggende tiltak: (1) Etter bråkjøling, bør formstål herdes i tide, fullt herdet og tempereres flere ganger for å eliminere den indre spenningen ved bråkjøling; (2) Etter bråkjøling bør formstål generelt ikke herdes ved 350-400~C på grunn av T-strukturen. Det oppstår ofte ved denne temperaturen, og formen med T-struktur bør reprosesseres. Formen bør være rustbeskyttet for å forbedre korrosjonsmotstanden; (3) Lavtemperaturforvarming bør utføres før varmarbeidsformen tas i bruk, og lavtemperaturforvarming bør utføres etter at kaldarbeidsformen har vært i bruk i en periode. Tempering for å eliminere stress kan ikke bare forhindre og unngå forekomsten av spenningskorrosjonssprekker, men også i stor grad øke levetiden til formen. Den slår to fluer i en smekk og har betydelige tekniske og økonomiske fordeler.
