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不锈钢锻件在锻造加热过程减少氧化的措施有:在保证锻件质量的前提下,尽量采用快速加热,缩短加热时间,尤其是缩短高温下停留的时间;在燃料完全燃烧的条件下,尽可能减少空气过剩量,以免炉内剩余氧气过多,注意减少燃料中的水分;炉内应保持不大的正压力,防止冷空气的吸入;采用少无氧化加热方法。
燃料炉的炉气性质可分为氧化性炉气、还原性炉气和中性炉气。炉气性质决定于燃料燃烧时的空气供给在强氧化性炉气中,炉气可能完全由氧化性气体,这将使金属产生较厚的氧化皮。在还原性炉气中,含有足够量的还原性气体,如CO、H2等,它可以使金属不氧化或很少氧化。普通电阻炉在空气介质中加热,属于氧化性炉气。
加热温度是影响金属氧化速度主要的因素。温度越高,金属和气体原子扩散速度越大,则氧化越剧烈,生成的氧化皮越厚。实际观察表明,在200-500℃时,钢料表面仅能生成很薄的一层氧化膜,当温度升至600-700℃时,便开始有显著氧化,并生成氧化皮,超过850-900℃,钢的氧化速度急剧升高,氧化会急剧增加,坯料的氧化层较厚。
坯料在氧化性气氛中的加热时间越长,氧的扩散坩越大,形成的氧化皮越厚。特别是加热到高温阶段,加热时间的影响更加显著。
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锻件质量的检验包括外观质量及内部质量的检验。外观质量检验主要指锻件的几何尺寸、形状、表面状况等项目的检验;内部质量的检验则主要是指锻件化学成分、宏观组织、显微组织及力学性能等各项目的检验。
具体说来,锻件的外观质量检验也就是检查锻件的形状、几何尺寸是否符合图样的规定,锻件的表面是否有缺陷,是什么性质的缺陷,它们的形态特征是什么。表面状态的检验内容一般是检查锻件表面是否有表面裂纹、折叠、折皱、压坑、桔皮、起泡、斑疤、腐蚀坑、碰伤、外来物、未充满、凹坑、缺肉、划痕等缺陷。而内部质量的检验就是检查锻件本身的内在质量,是外观质量检查无法发现的质量状况,它既包含检查锻件的内部缺陷,也包含检查锻件的力学性能,而对重要件、关键件或大型锻件还应进行化学成分分析。
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在锻件的生产过程中,锻造加工是一个重要的塑性变形过程,因此锻造工艺不当引起的缺陷通常有以下几种:
闪光裂纹
飞边裂纹是模锻和修边过程中分型面产生的裂纹。闪光裂纹的原因可能是:①在模锻操作中,由于沉重的打击,金属强烈流动,产生穿透肋的现象。②镁合金模锻件切边温度过低;铜合金模锻件的切边温度过高。
分型面裂纹
分型面裂纹是指沿锻件分型面的裂纹。原材料中含有大量非金属夹杂物,它们在模锻过程中流动并集中到分型面,或模锻过程中挤压飞边后收缩管的残余物经常形成分型面裂纹。
折叠
褶皱是在金属变形过程中被氧化的表面金属熔化而形成的。它可以由两个(或多个)金属对流汇合而成;它也可以由金属的快速大流量形成,使相邻零件的表面金属流动,并使两者会聚;它也可以通过变形形成,金属通过弯曲和回流形成;它也可以通过部分金属的部分变形和被压入金属的另一部分而形成。折叠与原材料和毛坯的形状、模具的设计、成形工艺的安排、润滑和锻造的实际操作等有关。折叠不仅减少了零件的承载面积但由于此处的应力集中,零件也经常成为疲劳源。
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碳、铬和镍对不锈钢锻件的作用:
镍是一种形成奥氏体的合金元素,但只有与铬结合才能充分证明镍的作用。如果仅使用镍,为了在低碳镍钢中获得纯奥氏体单相结构,镍含量需要高达24%(质量分数)。事实上,镍含量需要达到27%(质量分数)才能达到显著水平。因此,不锈钢锻件的耐腐蚀性大大提高,因此镍在不锈钢锻件中不单独用作合金元素。当镍和铬结合时,镍可以提高钢的耐腐蚀性。
例如,在铁素体不锈钢锻件中加入少量镍,可以使金相组织由单相铁素体转变为奥氏体体铁素体双相组织,从而通过热处理提高其强度。如果镍的含量进一步增加,它会变成单相奥氏体,这是广泛使用的18-8型铬镍奥氏体不锈钢,具有高耐蚀性、良好的变形性和焊接性,并且没有磁性。
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