传统的锻造工艺仅考虑打碎铸态组织、消除空洞性缺陷,而没有考虑夹杂物和晶粒、晶界的影响,致使大型锻件废品率较高。
新工艺不仅从控制夹杂性裂纹不萌生和控制晶粒尺寸的角度出发,采用合理的工艺参数避免了夹杂性裂纹的形成,打碎了铸态组织,消除了空洞性缺陷,而且将损伤与高温修复规律用于生产实践,通过高温和塑性变形修复大型锻件中已存在的缺陷,通过变形量和温度控制晶粒组织,减少粗晶晶界损伤发生,保证了产品质量,大大提高了产品合格率。
在锻造过程中,大型锻件内部存在的夹杂物和粗大的晶界是引起材料损伤的原因。研究夹杂物的变形行为及其对金属基体变形的影响表明,在800℃~1200℃温度范围内,随着温度的升高,裂纹产生存在着3种形式:①夹杂处基体形成空洞,空洞长大直至汇合;②夹杂与基体脱开形成空洞,然后沿界面扩展到基体直至断裂;③裂纹萌生于晶界,沿晶界扩展至断裂。据此提出了夹杂性裂纹聚合的物理模型,结合变形规律提出了细观损伤力学模型及判据。粗大的晶界在变形过程中非常容易引起裂纹产生,致使损伤出现,其规律和机理有待深入研究。
高温修复是在生产实践中发现的新现象,在机理尚未清楚的情况下,修复了已探伤证明报废的大型管板、模块、转子等锻件,取得了显著的经济效益。 |