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控制大型餅類鍛件夾雜性裂紋缺陷的鍛造方法

2022-04-29 07:28付興毛德寶何云保馬濤太原重工股份有限公司鑄鍛件分公司
鍛造與沖壓 2022年9期
關(guān)鍵詞:鍛件塑性剛性

在餅類鍛件內(nèi)部出現(xiàn)因片狀?yuàn)A雜物及其影響區(qū)的聚合而形成的探傷可見的夾雜性裂紋是大型餅類鍛件的主要質(zhì)量問題。因此,控制夾雜物形貌和抑制微夾雜性裂紋的聚合是制訂餅類鍛件鍛造工藝的關(guān)鍵。本文提出了制造大型餅類鍛件過程中控制夾雜性裂紋缺陷的旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧法工藝方案,并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

由表3可見,男性、有肺部疾病史及ILD發(fā)生時(shí)間的系數(shù)變化不明顯,且P均<0.05,因此,性別、肺部疾病史以及ILD發(fā)生時(shí)間與吉非替尼致ILD死亡明顯相關(guān)。

鋼中的夾雜物可分為外來夾雜物和內(nèi)生非金屬夾雜物兩種。近年來隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展,特別是爐外精煉+真空除氣,以及真空狀態(tài)下澆注等工藝的成熟,鋼水的純凈度大幅度提高,外來非金屬夾雜物得到了有效的控制,其含量保持在很低的范圍內(nèi)。但是,內(nèi)生夾雜物是鋼的組成部分,其含量、大小、分布狀況等都可以得到改善,但絕對不可能完全消除。這些夾雜物的存在及其在后序鍛造過程中的變化,構(gòu)成了形成夾雜性裂紋缺陷最主要的原因,其中,最主要的非金屬夾雜物有硫化物(屬于塑性夾雜物)、氧化鋁、鋁酸鹽類及大顆粒的球狀氧化物。

鍛造過程中鍛件在不均勻力的作用下,心部的金屬流動(dòng)更加劇烈,更加容易使裂紋聚合,產(chǎn)生的缺陷更多,尺寸更大。且這些非金屬夾雜性裂紋主要生成于硫化物等塑性夾雜物邊角及附近,尤其是利用普通上下滿截面鐓粗方法,因“剛性區(qū)”產(chǎn)生的RST 效應(yīng),剛性區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)層狀剛性滑動(dòng)變形并沿著塑性夾雜物邊緣產(chǎn)生微觀乃至宏觀裂紋,最終導(dǎo)致撕裂。而在大型餅類鍛件鍛造過程中,在盡量抑制夾雜性微裂紋聚集的同時(shí),還要從鍛件內(nèi)部孔洞及疏松等固有缺陷的壓實(shí)、焊合等角度出發(fā),來制定合理的鍛造工藝。

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普通上下滿截面鐓粗方法

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旋轉(zhuǎn)法鐓粗

通過對旋轉(zhuǎn)法鐓粗機(jī)理的研究,利用上下不對稱變形,避免上下兩剛性區(qū)相遇,來控制鍛件內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形,從而提高鍛件內(nèi)部質(zhì)量。

⑵當(dāng)用上鐓粗板、下平臺鐓粗至高徑比滿足Hi=1.3H 時(shí),上下剛性區(qū)接近“相遇”限度,更換窄砧(砧寬比W/H ≥0.5)進(jìn)行旋壓。壓下率不能太大,因?yàn)榇藭r(shí)的砧寬較小,壓下率太大會引起端面折疊,一般控制在15%為宜。

旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧鐓粗法機(jī)理

⑷翻轉(zhuǎn)180°,對另一面進(jìn)行旋壓,壓平凸臺。

通過旋壓,在鍛件的上表面中心形成一個(gè)多邊形凸臺,最后將凸臺壓平(圖3),這時(shí)外圍的金屬不變形,相當(dāng)于一個(gè)受壓厚壁筒,心部金屬受力特點(diǎn)為三向壓應(yīng)力,從而更有利于對心部孔洞性缺陷的壓實(shí)焊合。

操作步驟

旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧法操作步驟見表1。

在以普通滿截面鐓粗變形為主要成形方式的餅類鍛件中,夾雜性裂紋是鍛件內(nèi)部超聲波探傷的主要缺陷。鐓粗變形時(shí),塑性夾雜物逐漸由球狀變?yōu)闄E球狀,最后呈片狀,繼續(xù)加大壓下量變形時(shí),這些片狀塑性夾雜物進(jìn)一步聚集,進(jìn)而形成當(dāng)量直徑超標(biāo)的夾雜性裂紋缺陷。當(dāng)鍛造工具(砧子等)在與坯料接觸表面兩個(gè)方向(如砧子的長和寬方向,鐓粗直徑)的尺寸都大大超過坯料高度時(shí),鐓粗至高徑比不大于1.0,在上下接觸面摩擦力的作用下,工件內(nèi)部產(chǎn)生剛性區(qū)(也稱為難變形區(qū))。當(dāng)上下兩個(gè)剛性區(qū)相遇后,在壓力的繼續(xù)作用下,內(nèi)部的層狀剛性滑動(dòng)變形沿著塑性夾雜物邊緣產(chǎn)生微觀乃至宏觀裂紋,最終導(dǎo)致撕裂,即所謂的“RST”效應(yīng),如圖1 所示。

鍛造工藝方案

⑴坯料下料時(shí)高徑比應(yīng)在2.0 ~2.5 之間,高徑比太大,鐓粗時(shí)容易產(chǎn)生彎曲,鐓粗比太小,又保證不了鐓粗鍛比。所以,一般鐓粗前高徑比取2.2 ~2.3為宜。

云服務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交互模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云服務(wù)指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān),也可是其他服務(wù)。它意味著計(jì)算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。簡單來說,云服務(wù)可以將企業(yè)、個(gè)人所需的軟硬件、資料都放到網(wǎng)絡(luò)上,在任何時(shí)間、地點(diǎn),使用不同的IT設(shè)備互相連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取、運(yùn)算等目的。當(dāng)前,常見的云服務(wù)有公共云(Public Cloud)與私有云(Private Cloud)兩種。

用藥錯(cuò)誤(Medication Errors,ME)是指合格藥品在臨床使用全過程中出現(xiàn)的、任何可以防范的用藥不當(dāng)[1]。用藥錯(cuò)誤可發(fā)生于處方(醫(yī)囑)開具與傳遞,藥品儲存、調(diào)劑與分發(fā),藥品使用與監(jiān)測,用藥指導(dǎo)及藥品管理,信息技術(shù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。其發(fā)生原因可能與專業(yè)醫(yī)療行為、醫(yī)療產(chǎn)品(藥品、給藥裝置等)、工作流程和系統(tǒng)有關(guān)[1]。

鐓粗前坯料的高徑比Hi/Di 控制在2.2,用上下對稱砧子進(jìn)行整體鐓粗,目的是解決鋼錠內(nèi)部孔隙性缺陷的壓實(shí)焊合及打碎鑄態(tài)組織問題,鐓粗后坯料的高徑比H/D 應(yīng)根據(jù)鍛件的最終尺寸而定,但不得小于1.0,以避免上下兩剛性區(qū)接觸后產(chǎn)生“RST”效應(yīng)。然后通過旋壓法進(jìn)行上下不對稱鐓粗變形(圖2),砧寬比W/H ≥0.5,壓下率為15%,旋壓前后應(yīng)滿足Hi=1.3H,目的是減少塑性夾雜物形成片狀,以及避免兩剛性區(qū)的相遇而產(chǎn)生心部層狀裂紋,每面壓完一趟后,翻轉(zhuǎn)180°壓另一面,中間凸臺要盡量小。

⑶中間留下的凸臺盡量小一些,以減小壓平凸臺時(shí)中間剛性區(qū)的影響,一般情況下中間凸臺半徑為坯料半徑的1/4 為宜。

⑸翻轉(zhuǎn)90°,進(jìn)行滾圓,然后再翻轉(zhuǎn)90°,平整至鍛件尺寸,鍛件成形。

結(jié)論

應(yīng)用實(shí)例及效果

實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用證明,此設(shè)計(jì)方案十分成功,很好地控制了由于剛性區(qū)內(nèi)部的層狀剛性滑動(dòng)變形沿著塑性夾雜物邊緣產(chǎn)生的微觀乃至宏觀裂紋缺陷。證明了此工藝方案的可行性,大大提高了餅類鍛件的成品率,為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

按上述工藝制定原則及方法,用現(xiàn)有125MN 油壓機(jī)進(jìn)行試制生產(chǎn):利用材質(zhì)為20MnMo 的70t 鋼錠,生產(chǎn)規(guī)格尺寸為

4000mm×560mm 的管板17 件;利用材質(zhì)為35 鋼的48t 鋼錠,生產(chǎn)規(guī)格尺寸為

3500mm×480mm 的大型柱塞底部36 件;利用材質(zhì)為20MnMo 的97t 鋼錠,生產(chǎn)規(guī)格尺寸為

4100mm×720mm 的鋼錠6 件,經(jīng)超聲波檢測,合格率為100%,結(jié)果完全符合用戶的技術(shù)要求。

⑴合理控制鋼錠鐓粗時(shí)的變形量,既能保證鋼錠心部孔洞類缺陷完全鍛合,又能控制夾雜物的形貌,減少夾雜性裂紋的產(chǎn)生。

⑵旋壓時(shí)控制砧寬比W/H ≥0.5,以避免鍛件外壁形成凹心甚至是折疊。

CQMM的預(yù)測表明,今明兩年,中國經(jīng)濟(jì)的通貨膨脹水平將處于良性范圍內(nèi)。其中,情景1下,2018年CPI將上漲2.09%,漲幅比2017年提高0.49個(gè)百分點(diǎn);2019年,相對有所放松的貨幣環(huán)境將助推CPI漲幅提升至2.50%;2018年P(guān)PI漲幅將為3.09%,比2017年降低3.21個(gè)百分點(diǎn);2019年漲幅進(jìn)一步回落至1.16%;2018年GDP平減指數(shù)(PGDP)將上漲2.71%;2019年漲幅略微回落到2.47%;情景2下的價(jià)格水平變動(dòng)幅度基本相當(dāng),差異不大。

⑶采用旋壓法鐓粗來控制大型餅類鍛件夾雜性缺陷鍛造工藝的技術(shù)特色為:

1)減小鍛件內(nèi)部剛性區(qū)域的相互作用,促使整個(gè)鍛件內(nèi)部變形均勻化;

2)使坯料心部金屬受三向壓應(yīng)力,心部金屬流動(dòng)較周圍緩慢,產(chǎn)生片狀?yuàn)A雜的可能性減小,可有效地避免鍛件內(nèi)部的夾雜性裂紋缺陷。

⑷此工藝方案可有效地控制大型餅類鍛件中夾雜性裂紋缺陷,大大提高了餅類鍛件的成品率。

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