20CrMnTi齒輪鋼鍛打開裂原因分析及措施

  魏氏體,在0.15% ~ 0.50% C的鋼中產(chǎn)生,在鑄造,、鍛造和焊接加工時(shí),,由于加熱溫度過(guò)高,導(dǎo)致奧氏體晶粒較粗,;冷卻時(shí),,產(chǎn)生的先共析鐵素體呈片狀或粗大羽毛狀,,與原奧氏體有一定位向關(guān)系,,這種組織稱為魏氏體組織,。在亞共析鋼中常見的魏氏組織呈羽毛狀,有呈等邊三角形的,,有與鐵素體相互垂直的,,也有混合型的魏氏組織。
魏氏體
  產(chǎn)生異常組織的原因

  魏氏組織產(chǎn)生主要原因是鍛造時(shí)的加熱溫度過(guò)高,奧氏體晶粒粗大,,冷卻時(shí)產(chǎn)生魏氏組織,。魏氏組織容易出現(xiàn)在過(guò)熱鋼中,因此,,奧氏體晶粒越粗大,,越容易出現(xiàn)魏氏組織。低合金鋼的鍛造加熱一般在氧化性氣氛中進(jìn)行,,如發(fā)生過(guò)燒現(xiàn)象,也形成嚴(yán)重的魏氏體組織,,過(guò)燒組織在隨后的熱處理過(guò)程中是無(wú)法修復(fù)的,。魏氏組織常伴隨著奧氏體晶粒粗大而出現(xiàn),,也即晶粒粗大與過(guò)熱魏氏組織是相隨相生的,。鋼由高溫較快地冷卻下來(lái)往往容易出現(xiàn)魏氏組織,,慢冷則不易出現(xiàn),。在低合金鋼的鍛造過(guò)程中,,即使始鍛,、終鍛溫度合適,,如鍛后冷卻不規(guī)范,也有可能形成魏氏體組織,。結(jié)合金相分析結(jié)果來(lái)看,鋼的表面形成大量魏氏組織,,但脫碳現(xiàn)象不是特別嚴(yán)重,因此,,可能只是加熱溫度過(guò)高導(dǎo)致晶粒粗大,、形成魏氏組織,,在過(guò)熱溫度段停留時(shí)間不是特別長(zhǎng)而未造成嚴(yán)重脫碳現(xiàn)象,。

  齒輪毛坯鍛打開裂的原因

  鋼由于加熱溫度過(guò)高導(dǎo)致奧氏體晶粒粗大,并產(chǎn)生魏氏組織,,會(huì)導(dǎo)致鋼的力學(xué)性能尤其是塑性和沖擊韌性顯著降低,,同時(shí)使脆性轉(zhuǎn)折溫度升高,,即增加鋼的脆性,因此嚴(yán)重的魏氏組織會(huì)導(dǎo)致后續(xù)鍛打加工時(shí)產(chǎn)生開裂,。結(jié)合鍛打試樣的形貌,,裂紋向基體延伸與鋼的表面基本呈特定的方向(30°、45°角) ,,這與魏氏組織與原奧氏體有一定位向是對(duì)應(yīng)的,。可見鍛打裂紋的形貌及組織分析結(jié)果都表明,,導(dǎo)致鍛打開裂的原因是鋼過(guò)熱導(dǎo)致奧氏體晶粒粗大,、產(chǎn)生魏氏組織。

  1) 通過(guò)化學(xué)成分,、非金屬夾雜物,、金相組織等分析,表明鍛打開裂的齒輪毛坯試樣存在異常的魏氏組織及晶粒粗大現(xiàn)象,;

  2) 分析魏氏組織及晶粒粗大產(chǎn)生原因可知,,導(dǎo)致鍛打開裂的主要原因是毛坯加熱溫度過(guò)高,導(dǎo)致奧氏體晶粒異常粗大,,同時(shí)產(chǎn)生魏氏組織,,使齒輪毛坯的脆性轉(zhuǎn)折溫度升高,即增加鋼的脆性,最終導(dǎo)致鍛打時(shí)開裂,;

  3) 預(yù)防齒輪鋼鍛打開裂的主要措施是控制好加熱溫度,,防止過(guò)熱,并控制鍛后冷卻速度,,防止冷速過(guò)快,。