锻件内部脆性夹杂物边界无裂纹形成的应力条件.pdf

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1、《大型铸锻件》No．6HEAVYCASTINGANDF0RGINGNovember2014锻件内部脆性夹杂物边界无裂纹形成的应力条件牛龙江张永涛韩国盛。王庆伟任运来，。(1．上海电机学院，上海200245；2．上海重型机器厂有限公司，上海200245)摘要：大型锻件内部脆性夹杂物边界裂纹是影响大型锻件疲劳寿命与冲击性能的主要缺陷。热锻变形下，脆性夹杂物周围区域的应力场是影响边界裂纹形成的主要因素之一。为研究应力场的影响，给出了平均球应力度的定义，借助平均球应力度研究了应力场对脆性夹杂物边界裂纹的影响规律。在Gleeble．3180热模拟试验机上，利用专门的试件和型砧进行

2、了热压缩变形试验，在扫描电镜上观察试件内部脆性夹杂物边界裂纹的形成规律。试验表明，在1220~C进行压缩变形的条件下，当脆性夹杂物周围区域的平均球应力度的代数值小于一1．74时，脆性夹杂物边界无裂纹形成。关键词：大型锻件；脆性夹杂物；裂纹中图分类号：TG316．192文献标志码：BStressConditionsforNoCrackatBoundaryofBrittleInclusionsinsideForgingsNiuHongjiang，ZhangYongtao，HanGuosheng，WangQingwei，RenLaiyunAbstract：Thecrackso

3、ccurredatboundaryofbrittleinclusioninsideheavyforgingaremajordefectstoinfluenceitsfa—tiguelifeandimpactpropertiesofheavyforging．Inhotworking．thestressfieldaroundthebrittleinclusionisoneofthemostinfluentialfactorsforcrackinitiation．Inordertoresearchtheinfluenceofthestressfield，thedefiniti

4、onofaveragesphericalstressintensity(ASSI)isgiven．ASSIisusedtoresearchtheinfluenceofthestressfieldonthecrackatboundaryofbrittleinclusion．HotcompressiontestsarecarriedoutbydedicatedspecimensandanvilsonaGleeble一3180thermo—mechanicalsimulator．Crack—formingprocessatboundaryofbrittleinclusioni

5、sobservedbyascanningelectronmicro—scope．Resuhsshowthatincompressiontestsat1200~Ctherearenocracksatboundaryofbrittleinclusionwhenthealge—braicvalueoftheASSIissmallerthan一1．74．Keywords：heavyforgings；brittleinclusions；crack国外超超临界火电锻件的先进制造技术主要及延伸率都符合技术要求，无损检测未发现超标集中在德国的SAAR和西门子、日本的JSW和缺陷，但两种

6、锻件的冲击韧性和疲劳寿命相差较JCFC、意大利的SDFq。为探讨我国现行的超大。进口锻件的冲击值和应力循环次数除满足规超临界火电锻件制造技术与国外先进核锻件制造定的指标外还有较大的富余量。国产锻件的测量技术的差别，以超超临界火电高压转子为例，分别值则略高于规定的指标，且有个别值低于规定指在进口高压转子锻件和国产高压转子锻件上切取标。从组织上看，当组织放大到2000倍一3000试件，进行物理性能检验。对比化学成分、组织和倍时，在进口锻件和国产锻件内部都能见到数微物理性能指标，结果表明：两种锻件的化学成分都米到几十微米的夹杂物，极个别处可达近百微米。在钢的规定范围内，非金属

7、夹杂物等级、强度指标由于这些夹杂物的尺寸与通常锻件内部的非金属夹杂物的尺寸相比要小得多，相差上千倍，此处称收稿日期：2014—o3—O3作者简介：牛龙江(1974一)，博士，主要研究方向为金属塑性成形其为微夹杂物。进口核锻件内部的微夹杂物的形过程数值模拟。状显得比较圆滑，且都被金属基体紧紧地包裹着，任运来(1958一)，男，教授，博士，主要研究方向为塑性微夹杂物与金属基体是一个连续的整体。国产锻成形理论及工艺。基金项目：上海市教育委员会科研创新项目资助(12AZ02)；国家件则不同，其内部的微夹杂物的形状是尖角锋利，科技重大专项项目资助(