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拔長(zhǎng)過程中端部縱向裂紋分析[ 01-07 10:05 ]

在鐓粗工序完成后，鍛件側(cè)面已經(jīng)產(chǎn)生一定的腰鼓肚形狀。而在進(jìn)行接下來的拔長(zhǎng)工序時(shí)，由于采用了前面已經(jīng)選擇的徑向十字鍛造法，拔長(zhǎng)方向需要沿著垂直于鐓粗時(shí)的軸線方向。在拔長(zhǎng)剛開始時(shí)，鍛件拔長(zhǎng)的兩端實(shí)際上已經(jīng)存在了一定的腰鼓形如圖 5-1（a）所示，并隨著拔長(zhǎng)的進(jìn)行，鍛件兩端鼓肚形狀會(huì)越來越大。從前面鐓粗縱向裂紋的分析可知，鍛件側(cè)面的腰鼓形狀會(huì)導(dǎo)致鍛件表面縱向裂紋的產(chǎn)生，其腰鼓形狀越大，裂紋越容易產(chǎn)生。因此在拔長(zhǎng)過程，由于鍛件兩端存在著鼓肚形狀，鍛造時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的切向拉應(yīng)力，從而容易導(dǎo)致端面裂紋的產(chǎn)生，如圖 5-1（b）所

鐓粗過程的孔洞閉合[ 01-07 09:05 ]

通過熱作模具鋼鋼錠的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在鋼錠的心部存在著微小的孔洞，其直徑約為1mm-2mm，高度長(zhǎng)短不一?？锥慈毕荽娴脑跁?huì)使材料的連續(xù)性及其力學(xué)性能下降，對(duì)于內(nèi)部質(zhì)量要求較高的熱作模具鋼來說，這將會(huì)嚴(yán)重降低鍛件的使用壽命甚至使鍛件報(bào)廢。研究表明，孔洞缺陷的愈合主要有分為孔洞閉合和閉合界面焊合兩個(gè)階段，通過采用合理的鍛造變形工藝，可以使金屬材料內(nèi)部空洞閉合；然后再通過高溫下原子擴(kuò)散與再結(jié)晶可使已閉合的空洞進(jìn)一步焊合，從而有效是恢復(fù)材料的連續(xù)性及力學(xué)性能?？锥吹拈]合是孔洞焊合的先決條件，因此，研究孔洞的閉合規(guī)律以及孔洞閉合的

鐓粗過程的疏松壓實(shí)[ 01-07 08:05 ]

疏松是大型鋼錠主要的缺陷之一，多以微小孔隙分布于鋼錠軸心上的上部和中部。鋼錠疏松的產(chǎn)生會(huì)降低鍛件的強(qiáng)度、剛度、塑性等性能指標(biāo)，嚴(yán)重影響到鍛件成形后的使用性能和質(zhì)量。 5CrNiMo 熱作模具鋼鋼錠采用的是圓柱形電渣重熔錠，尺寸規(guī)格為Φ580mm×1350mm，重量為 2.8t。由于鋼液凝固的特點(diǎn)，鋼錠不可避免的存在一些缺陷，2.8t 電渣重熔鋼錠內(nèi)部實(shí)際上存在著少量疏松缺陷，位于鋼錠中心部位，其尺寸長(zhǎng)度大約有 100mm-200mm，直徑約占鋼錠直徑 5%-10%，呈暗黑海綿狀的小點(diǎn)和孔隙較集

鐓粗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[ 01-06 10:05 ]

圓棒料鐓粗后表面都產(chǎn)生了不同程度的裂紋，其表面裂紋情況如圖 4-10 所示，不同高徑比的圓棒料鐓粗后產(chǎn)生的裂紋都出現(xiàn)在圓棒腰鼓型面上，基本都是由圓棒料鼓肚的中心位置開始產(chǎn)生初始裂紋的，這與前面模擬結(jié)果鐓粗裂紋產(chǎn)生預(yù)測(cè)位置的結(jié)果是一致的。不同高徑比鐓粗試驗(yàn)裂紋的長(zhǎng)度并不一致，但是裂紋方向都是與豎直方向呈一定的傾角，這是由于鐓粗過程中，棒料軸向受壓縮時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 45°剪切的力，導(dǎo)致了棒料鼓肚中心處開始破裂后，裂紋產(chǎn)生的方向傾向于 45°角。鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化

鐓粗的實(shí)驗(yàn)方案[ 01-06 09:05 ]

鐓粗裂紋試驗(yàn)選取 5Cr Ni Mo 直徑為 25mm 的棒料，按照高徑比 H/D=2.3、2.0、1.7和 1.4（如圖 4-9 所示），圓棒料試樣尺寸規(guī)格分別為 Φ25mm×57.5mm、Φ25mm×50mm、Φ25mm×42.5mm 和Φ25mm×35mm。棒料初始鐓粗溫度為 1100℃。鐓粗過程中，當(dāng)棒料出現(xiàn)裂紋即馬上停止鐓粗，然后分別測(cè)量其棒料鼓肚形尺寸參數(shù) H、D1、D2和 Dmax（如圖 3 所示），然后計(jì)算平均端面直徑 Dmin=(D1+D2)/2 和

鍛件形狀對(duì)空穴擴(kuò)張比的影響[ 01-06 08:05 ]

在鐓粗過程中，由于變形不均勻，鍛件會(huì)產(chǎn)生腰鼓形狀，從而容易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。一般情況下，腰鼓形越大，其鍛件表面越容易產(chǎn)生裂紋。而對(duì)于多大的腰鼓形才會(huì)導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生，目前尚未有明確結(jié)論。在實(shí)際鍛造過程中，只能憑借著經(jīng)驗(yàn)對(duì)腰鼓形的大小進(jìn)行控制，而無法準(zhǔn)確判斷鼓形大小的合理性。因此，本節(jié)將具體探討腰鼓形狀的大小對(duì)裂紋產(chǎn)生的影響，避免鍛件表面裂紋的產(chǎn)生，減少缺陷，將對(duì)實(shí)際鍛造過程具有重大的意義。 鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)

臨界空穴擴(kuò)張比的計(jì)算[ 01-05 10:05 ]

學(xué)者鄭長(zhǎng)卿對(duì)空穴擴(kuò)張比計(jì)算經(jīng)過了長(zhǎng)期研究，總結(jié)出了不同材料在以拉應(yīng)力為主應(yīng)力的情況下，臨界空穴擴(kuò)張比的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果，空穴擴(kuò)張比隨壓下率的變化曲線如圖 4-3 所示。由圖可見，鋼錠表面 P1、P2和 P3點(diǎn)的在載荷下的空穴擴(kuò)張比都隨壓下率的增大而迅速上升，其中鋼錠表面的中心 P1點(diǎn)的空穴擴(kuò)張比值上升速度最快，空穴擴(kuò)張比的值是最大的，這可以判定 P1點(diǎn)是最容易開裂的危險(xiǎn)的點(diǎn)。當(dāng)壓下率到達(dá) 65%時(shí)，當(dāng) P1點(diǎn)的空穴擴(kuò)張比值已經(jīng)接近于臨界空穴擴(kuò)張比 VGC時(shí)，在壓下率繼續(xù)增大情況下，P1點(diǎn)的空穴擴(kuò)張比就會(huì)超

空穴擴(kuò)張比的計(jì)算[ 01-05 09:05 ]

利用鐓粗過程的有限元數(shù)值模擬，然后從模擬后處理結(jié)果中分別提取 P1、P2和 P3點(diǎn)的平均應(yīng)力、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變數(shù)據(jù)等，然后帶入公式（4-11）分別計(jì)算應(yīng)力三維度 Ra和載荷下的空穴擴(kuò)張比 V，其數(shù)據(jù)如表 4-1 所示。鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818999

裂紋產(chǎn)生危險(xiǎn)點(diǎn)的選擇[ 01-05 08:05 ]

首先，在鋼錠的表面從中心到一端分別均勻的取 5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤鐓粗過程中的應(yīng)力應(yīng)變變化，其各個(gè)點(diǎn)周向應(yīng)力變化曲線如圖 4-2 所示。由圖可見，鋼錠表面各個(gè)點(diǎn)的周向應(yīng)力都隨著壓下率的增大而增大，而其中 P1、P2和 P3點(diǎn)由于靠近表面中心變形量大，周向拉應(yīng)力都比較大；而 P4和 P5點(diǎn)由于接近端面，變形程度小，周向拉應(yīng)力較小。根據(jù)宏觀的裂紋產(chǎn)生理論，較大的拉應(yīng)力易產(chǎn)生裂紋，P1、P2和 P3點(diǎn)都符合了要求，因此選取 P1、P2和 P3點(diǎn)來作為危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行裂紋產(chǎn)生分析。 鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售

鐓粗過程縱向裂紋產(chǎn)生分析[ 01-04 10:05 ]

裂紋是鍛造生產(chǎn)中常見的主要缺陷之一，通常是先形成微觀裂紋，再擴(kuò)展成宏觀裂紋。在鐓粗時(shí)，鍛件的中間區(qū)域的變形量大，而兩端由于受到摩擦力影響變形較小，鍛件兩端金屬向中間流動(dòng)時(shí)，中間金屬受到擠壓而向外，向外流動(dòng)的金屬便使金屬表面產(chǎn)生切向的附加拉應(yīng)力。在鐓粗實(shí)際過程中，由于金屬材料變形不均勻引起的金屬表面的切向拉應(yīng)力，從而容易導(dǎo)致金屬材料側(cè)表面縱向裂紋的產(chǎn)生（如圖 4-1 所示）。根據(jù)鐓粗縱向裂紋產(chǎn)生的分析，從宏觀來看，裂紋產(chǎn)生的主要原因是由于鐓粗過程鍛件表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。但從細(xì)觀的角度分析，金屬材料內(nèi)部空穴的形核、擴(kuò)張和聚

拔長(zhǎng)過程鍛件尺寸變化[ 01-04 09:05 ]

圖 3-14 為拔長(zhǎng)過程中鍛件橫截面尺寸試驗(yàn)測(cè)量值與有限元模擬值的變化情況。第 0次翻轉(zhuǎn)表示鍛造前鍛件橫截面尺寸，由圖 3-14 可見，橫截面尺寸 a 在翻轉(zhuǎn) 90°之前均增大，而在翻轉(zhuǎn) 90°之后，尺寸 a 會(huì)減小，并且在隨后每次出現(xiàn)翻轉(zhuǎn) 90°前后都會(huì)出現(xiàn)增大和減小的情況。而橫截面尺寸 b 則與尺寸 a 呈現(xiàn)相反的變化規(guī)律。這是由于在拔長(zhǎng)過程，鍛件截面橫向尺寸由于金屬流動(dòng)而出現(xiàn)“展寬”現(xiàn)象，尺寸會(huì)增大，而高度方向尺寸由于受到砧板鍛打，高度會(huì)下降

拔長(zhǎng)過程溫度的比較[ 01-04 08:05 ]

圖 3-13 為拔長(zhǎng)過程中鍛件側(cè)面的有限元模擬溫度與試驗(yàn)溫度的對(duì)比。模擬和試驗(yàn)過程采用翻轉(zhuǎn) 180°和 90°交替的翻轉(zhuǎn)方式。第 0 次翻轉(zhuǎn)表示鍛打前鍛件表面溫度，第 1次翻轉(zhuǎn)表示第一趟鍛打后（翻轉(zhuǎn)前）鍛件側(cè)表面溫度。由圖可見，起初的 2 次翻轉(zhuǎn)鍛件側(cè)面溫度變化比較小，這是由于鍛打過程鍛件側(cè)面只與空氣接觸，傳熱比較少。而鍛件側(cè)面溫度在第 3 次翻轉(zhuǎn)前急速下降，這是由于第 3 次翻轉(zhuǎn)前鍛打的是翻轉(zhuǎn)了 90°鍛件表面，鍛件的測(cè)量側(cè)面原來與砧面接觸，傳熱系數(shù)大，溫度下降比較快。在第 4 次翻轉(zhuǎn)前鍛

鐓粗過程的變形尺寸比較[ 01-03 15:03 ]

鍛件尺寸作為鍛件的形狀的一個(gè)重要特征，通過驗(yàn)證其尺寸的變化一致性可以用來驗(yàn)證金屬材料的流動(dòng)性能和力學(xué)性能的參數(shù)的可靠性。 鐓粗過程的鍛件的尺寸試驗(yàn)測(cè)量值和有限元模擬計(jì)算值如圖 3-12 所示。由圖 3-12（a）可見，鐓粗過程鍛件高度尺寸隨著鍛錘次數(shù)的增加而逐步減小，在初始階段鍛件高度下降比較快，而在后面階段鍛件高度變化速度減小。這是由于在開始鐓粗時(shí)，鍛件變形溫度比較高，變形抗力較小，因此在鐓粗過程的前面階段鍛件高度尺寸下降比較快。而隨著鐓粗的進(jìn)行，鍛件溫度有所下降，且鍛件與砧的接觸面積增大，變形抗力增大

鐓粗過程的表面溫度對(duì)比[ 01-03 14:54 ]

在鍛造過程中，鍛件溫度是作為控制鍛造過程開展的一個(gè)重要指標(biāo)，也是材料熱物理性能的表現(xiàn)，因此通過試驗(yàn)來驗(yàn)證有限元模型鍛件表面溫度的分布，可以驗(yàn)證有限元材料模型的熱物理性能參數(shù)的準(zhǔn)確性。 鐓粗過程鍛件側(cè)表面溫度的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與模擬結(jié)果如圖 3-11（a）所示，當(dāng)打擊錘數(shù)初始為 0，即表示鍛造前鍛件側(cè)表面的試驗(yàn)測(cè)量值。在整個(gè)鐓粗過程，鍛件側(cè)表面溫度的試驗(yàn)值要小于模擬值，并且試驗(yàn)值與模擬值的差值隨著打擊錘數(shù)的增加而增大。 鐓粗過程鍛件端面溫度變化曲線如圖 3-11（b）所示，從鍛錘數(shù) 0 到第 3 錘之

第一次拔長(zhǎng)鍛造過程的測(cè)量[ 01-03 14:39 ]

對(duì)于拔長(zhǎng)過程數(shù)據(jù)的測(cè)量，本試驗(yàn)選取鍛件截面尺寸鍛打接近至 200mm×200mm時(shí)，開始測(cè)量鍛打后鍛件表面溫度和截面尺寸的變化數(shù)據(jù)。鍛打過程中，采用鍛件翻轉(zhuǎn)180°－90°交替鍛打的拔長(zhǎng)方法（如圖 3-7 所示），即每鍛件鍛打完一趟后，逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行鍛打一趟，然后再逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)90°鍛打一趟，接著又繼續(xù)循環(huán)下去。為了記錄的方便，把最初鍛打鍛件朝向向上的橫截面變長(zhǎng)尺寸標(biāo)記為 a，把朝向向右的橫截面邊長(zhǎng)尺寸標(biāo)記為 b，如圖 3-8 所示。每鍛打完一趟后，測(cè)量被鍛打后表面

第一次鐓粗鍛造過程的測(cè)量[ 01-02 10:05 ]

在鐓粗過程中，選取每鍛打鍛件 1錘，對(duì)鍛件測(cè)量一次。測(cè)量過程利用紅外測(cè)溫儀快速測(cè)量鍛件端面中心點(diǎn)的溫度和表面中心點(diǎn)的溫度（如圖 3-6 所示），并用卡鉗和量尺測(cè)量鍛件變形的尺寸，包括鍛件中間鼓肚最大直徑 Dmax、及高度 H。當(dāng)鍛件高度鐓粗至 190mm 時(shí)，停止測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)如表 3-5 所示。鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818999

鍛造試驗(yàn)測(cè)量方法[ 01-02 09:05 ]

根據(jù)表 3-4 所制定的鍛造工藝卡進(jìn)行鍛造，其試驗(yàn)過程中鐓粗和拔長(zhǎng)工序如圖3-5所示，鍛打過程中通過夾鉗進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和送進(jìn)等操作。由于鍛造過程包含了鐓粗和拔長(zhǎng)兩種主要鍛造工序，其變形量比較大。因此本試驗(yàn)選取了第一次鐓粗和第一次拔長(zhǎng)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量。 鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818999

試驗(yàn)鍛造加熱設(shè)備—室式鍛造加熱爐[ 01-02 08:05 ]

加熱設(shè)備采用 1.5×1M 天然氣加熱爐如圖 3-1 所示，爐子爐膛規(guī)格深 1000mm×寬1500mm×高 1700mm，最高加熱溫度 1280℃。加熱爐加熱過程的溫度采用可編程電腦控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，溫度控制精度：±5℃，溫度均勻性≤6℃。 鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818

鍛造方法的第二次拔長(zhǎng)的形狀[ 01-01 10:05 ]

采用三種不同鍛造方法拔長(zhǎng)后，坯料的形狀如圖 2-33 所示。三個(gè)坯料的總體尺寸大致為1500mm×485mm×485mm，達(dá)到了預(yù)定的尺寸要求。由圖可見，三個(gè)坯料總體形狀相同，只有在坯料的兩端形狀有所不同。在坯料的兩端，由于受到鍛錘的擊打，金屬流動(dòng)而產(chǎn)生一定的腰鼓形。采用軸向反復(fù)鐓拔和徑向十字鍛造法鍛造后，坯料兩端的腰鼓形狀基本是一致的；而采用綜合鍛造法鍛造后，坯料兩端的腰鼓形最小，這是由于采用綜合鍛造法第二次拔長(zhǎng)時(shí)，坯料是通過轉(zhuǎn)角 45°倒棱來進(jìn)行拔長(zhǎng)，在倒棱過程中，由于砧板于坯料

鍛造方法的第二次拔長(zhǎng)的鍛造載荷分析[ 01-01 09:05 ]

當(dāng)坯料長(zhǎng)度達(dá)到 1100mm 時(shí)，先鍛打坯料一趟后，然后翻轉(zhuǎn) 90°再鍛打一趟，分別記錄不同鍛造方法在此過程中上砧板受到最大的鍛造載荷曲線（如圖 2-32 所示）。由圖可見，采用綜合鍛造法拔長(zhǎng)時(shí)上砧板的鍛造載荷要比軸向拔長(zhǎng)和徑向拔長(zhǎng)時(shí)的鍛造載荷小，其原因是在綜合鍛造法拔長(zhǎng)采用的是倒棱壓方拔長(zhǎng)，拔長(zhǎng)過程坯料與砧板之間的接觸面積要比其他兩種拔長(zhǎng)方法小，鍛造變形抗力會(huì)相對(duì)比較小一些。而軸向反復(fù)鐓拔和徑向十字鍛造法的拔長(zhǎng)鍛造載荷變化曲線比較一致，其原因是在鍛造條件下，兩種方法的鍛造坯料形狀比較一致，變形抗力相似。在